Question

【题目】如图所示，竖直放置的圆柱形汽缸内有一个不计质量的活塞，可在汽缸内做无摩擦滑动，活塞下方封闭一定质量的气体。已知活塞的横截面积为100 cm2，大气压强为1.0×105 Pa，汽缸内气体温度为27 ℃。

①若保持温度不变，在活塞上放一重物，使汽缸内气体的体积减小为原来的，试求这时气体的压强和所加重物的重力；

②在加重物的情况下，要使汽缸内的气体缓慢恢复到原来的体积，应对气体加热，问应使气体的温度升高到多少摄氏度。

Answer 1

【答案】(1)G＝250 N (2)t＝102℃

【解析】①若保持温度不变，在活塞上放一个重物，使汽缸内气体的体积减小为原来的时，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2

其中p1＝1.0×105 Pa，V1＝V，V2＝V

解得p2＝1.25×105 Pa

p2＝p0＋ ， S＝10－2 m2,则所加重物的重力G＝250 N

②在加压重物的情况下，保持汽缸内压强不变，要使汽缸内的气体缓慢恢复到原来的体积，应对气体加热,根据盖—吕萨克定律得

其中V3＝V，V2＝V，T2＝(273＋27) K＝300 K,

解得T3＝375 K

所以t＝T3－273 ℃＝102 ℃