Question

【题目】如图所示，导热良好，内壁光滑长度为4L、横截面积为S的汽缸A、B，A水平、B竖直固定，之间由一段容积可忽略的细管相连，整个装置置于温度27℃、大气压为p0的环境中，活塞C、D的质量及厚度均忽略不计．原长3L、劲度系数的轻弹簧，一端连接活塞C、另一端固定在位于汽缸A缸口的O点．开始活塞D距汽缸B的底部3L．后在D上放一质量为的物体．求：

（1）稳定后活塞D下降的距离；

（2）改变汽缸内气体的温度使活塞D再回到初位置，则气体的温度应变为多少？

Answer 1

【答案】（1）；（2）3770C

【解析】

试题分析：（1）开始时被封闭气体的压强为P1=P0，活塞C距气缸A的底部为l，被封气体的体积为4lS，重物放在活塞D上稳定后，被封气体的压强为：;活塞C将弹簧向左压缩了距离l1，则活塞C受力平衡，有：

根据玻意耳定律，得：P04lS＝P2xS

解得： ,

活塞D下降的距离为：△l＝4lx+l1＝l

（2）升高温度过程中，气体做等压变化，活塞C的位置不动，最终被封气体的体积为（4l+l1）S，对最初和最终状态，根据理想气体状态方程得

解得：t2＝377℃