Question

【题目】如图所示，横截面积S=100cm2的容器内，有一个用弹簧和底面相连的活塞，活塞的气密性良好，当容器内气体的温度T1=300K时，容器内外的压强均为p0=1.0×105Pa，活塞和底面相距L1=10cm，弹簧的劲度系数k=100N/m；在活塞上放物体甲后，活塞最终下降d=2cm后保持静止，容器内气体的温度仍为T1=300K。活塞质量及活塞与容器壁间的摩擦均不计，取g=10m/s2。

（1）求物体甲的质量m1；

（2）在活塞上再放上物体乙，若把容器内气体加热到T2=330K，系统平衡后，活塞保持放上物体甲平衡后的位置不变，求物体乙的质量m2。

Answer 1

【答案】（1）27kg（2）12.5kg

【解析】

(1)活塞上放上物体甲后，系统稳定后气体的压强为：

容器内的气体做等温变化，则有：

解得：

(2)设活塞上再放上物体乙时，系统稳定后气体的压强为，容器内的气体做等容变化，

则有：

由平衡条件有：

解得：