Question

【题目】如图所示，汽缸开口向上，缸内壁有固定小砧，质量为m的活塞将缸内封闭一段气体缸内气体压强为2p0+，g为重力加速度，活塞到缸底的距离为h，活塞横截面积为S，大气压强为p0，环境温度为T0，活塞与汽缸内壁气密性好且无摩擦，汽缸与活塞的导热性能良好。

①缓慢降低环境温度，使缸内气体的体积减半，则环境温度应降低为多少；此过程外界对气体做的功为多少?

②若环境温度不变，通过不断给活塞上放重物，使活塞缓慢下降，当活塞下降h时，活塞上所放重物的质量为多少?

Answer 1

【答案】①，（p0S+mg）h ②m+

【解析】

本题考查理想气体状态方程的应用。

①设环境温度应降低为T1，当缸内气体的体积减慢时，缸内气体的压强为：

根据理想气体状态方程有：

得到：

此过程外界对气体做的功：

②设所放重物的质量为m0，当气体体积减半时，气体的压强为：

气体发生等温变化，

则有

得到：