Question

【题目】如图所示，足够长的气缸竖直放置，其横截面积S=1×10-3m2，气缸内有质量m=2kg的活塞，活塞与气缸壁之间密封良好，不计摩擦．开始时活塞被销钉K固定于图示位置，离缸底L1=12cm，此时气缸内被封闭气体的压强p1=1.5×105Pa，温度T1=300K．大气压p0=1.0×105Pa，取重力加速度g=10m/s2．

（1）现对密闭气体加热，当温度升到T2=400K时，其压强p2多大？

（2）此后拔去销钉K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，气缸内气体的温度降为T3=360K，则这时活塞离缸底的距离L3为多少？

Answer 1

【答案】（1）2×105Pa （2）18cm

【解析】

(1)气体体积不变，由查理定律得

即

解得：p2＝2×105 Pa

(2)，T3＝360K

设气体温度为360 K时活塞离缸底的距离为l3，

由理想气体状态方程得

V1＝l1S，V3＝l3S

解得：l3＝18cm