Question

【题目】如图所示，有一底部封闭的圆柱形气缸，用一厚度可忽略的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞质量m＝20kg。距离气缸底部高h0＝50cm处有卡环可以限制活塞的运动。当气体温度为时，活塞离气缸底部的高度是h1＝40Cm，已知大气压强P0＝1.0×105Pa，气缸内横截面积S＝0.01m2，重力加速度g取10m/s2，不计活塞与气缸间的摩擦。求：

①若在活塞上放一质量为40kg的物块，求活塞稳定时离底部的高度h2（整个过程气体温度不变）。

②若在活塞上不放置物块，将缸内气体温度升高到t＝177℃，求活塞稳定时缸内气体的压强P。

Answer 1

【答案】①30cm②

【解析】①气体做等温变化，在初状态，

在末状态：

故有，解得

②设温度为时气柱长度为，

做等压变化，故，解得

所以温度为时，气柱长仍为，则根据理想气体状态方程可知，

解得