Question

【题目】如图（a）所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积S＝2×10 -3m2、质量为m＝4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强P0＝1.0×105Pa。现将气缸竖直放置，如图（b）所示，取g＝10m/s2。求：

①活塞与气缸底部之间的距离；

②加热到675K时封闭气体的压强。

Answer 1

【答案】①20cm②

【解析】试题分析：（1）气缸水平放置时，活塞与气缸底部之间的距离

气体压强，气体体积；

气缸水平放置时，活塞与气缸底部之间的距离为

气体压强，气体体积；

气体等温变化，根据玻意耳定律

得活塞与气缸底部之间的距离

（2）活塞到达卡环前是等压变化，到达卡环后是等容变化，应分两个阶段来处理。

气体初状态压强，体积，温度

活塞刚好到达卡环时，气体压强仍为，体积，温度为，其中，

气体等温变化，根据盖·吕萨克定律

得此时气体温度

活塞刚好到达卡环后，温度继续上升，气体等容变化，，，，

根据查理定律

解得加热到675K时封闭气体的压强