Question

3．如圖所示，絕熱氣缸封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣缸內(nèi)壁光滑．有一絕熱活塞可在氣缸內(nèi)自由滑動，活塞重量為G、面積為S．當(dāng)兩部分的氣體的溫度均為T₀時，活塞剛好將缸內(nèi)氣體分成體積相等的M、N上下兩部分，此時，M部分的氣體壓強為p₀．現(xiàn)把M、N兩部分倒置，仍要使兩部分體積相等，需要把M的溫度加熱到多大？

Answer 1

分析 先求出倒置前N部分氣體的壓強，倒置加熱后，N部氣體的體積和壓強均不變，即可求出倒置加熱后M部分氣體的壓強，再應(yīng)用查理定律可以求出氣體的溫度．

解答 解：倒置前后，N部分氣體壓強不變，均為：p_N=p₀+$\frac{G}{S}$…①
把M、N兩部分倒置后，M的壓強變?yōu)椋簆_M=p_N+$\frac{G}{S}$…②
設(shè)加熱后M的溫度為T，對M氣體，由查理定律得：$\frac{{p}_{0}}{{T}_{0}}$=$\frac{{p}_{M}}{T}$…③
上三式聯(lián)立解得：T=（1+$\frac{2G}{{p}_{0}S}$）T₀
答：需要把M的溫度加熱到（1+$\frac{2G}{{p}_{0}S}$）T₀

點評 本題考查了求氣體溫度問題，求出氣體初末狀態(tài)的參量，應(yīng)用查理定律即可正確解題；知道整個過程中N的壓強不變、應(yīng)用平衡條件求出氣體壓強是正確解題的前提與關(guān)鍵