Question

【题目】如图所示，将横截面积S=100cm2、容积为V=5L，开口向上的导热良好的气缸，置于t1=－13的环境中。用厚度不计的轻质活塞将体积为V1=4L的理想气体封闭在气缸中，气缸底部有一个单向阀门N。外界大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速g=10m/s2，不计一切摩擦。求：

(i)将活塞用卡销Q锁定，用打气筒通过阀门N给气缸充气，每次可将体积V0=100mL，压强为p0的理想气体全部打入气缸中，则打气多少次，才能使其内部压强达到1.2p0；

(ii)当气缸内气体压强达到1.2p0时，停止打气，关闭阀门N，将质量为m=20kg的物体放在活塞上，然后拔掉卡销Q，则环境温度为多少摄氏度时，活塞恰好不脱离气缸。

Answer 1

【答案】(i)8；(ii)52

【解析】

(1)由玻意耳定律得

其中，，n为打气次数，代入数值解得：

(ii)初态气体温度为，最终稳定时，体积为，内部气体压强为

即拔掉卡销后，缸内气体压强不变，由盖·吕萨克定律得：，解得

则气缸内气体的温度为