Question

【题目】如图甲所示，一端开口导热良好的气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积为50cm2，气缸全长21cm，气缸质量为20kg，大气压强为1×105Pa，当温度为7℃时，活塞封闭的气柱长10cm，现将气缸倒过来竖直悬挂在天花板上，如图乙所示，g取10m/s2．

①求稳定后，活塞相对气缸移动的距离；

②当气缸被竖直悬挂在天花板上，活塞下降并达到稳定的过程中，判断气缸内气体是吸热还是放热，并简述原因．

Answer 1

【答案】（1） （2）当气缸被竖直悬挂在天花板上，活塞下降并达到稳定的过程中，气缸内气体是吸热，气缸倒置过程中，气缸内气体体积变大，对外做功，而气体内能不变，所以，气缸内气体吸热.

【解析】①设气缸倒置前后被封闭的气体的压强分别为和 ，气柱体积分别为 和，活塞向下移动的距离为x，则

初态： ，

末态： ，

因为气缸导热良好，则气缸倒置前后温度不变，由玻意耳定律得：

代入数据解得：x=5cm

②气缸倒置过程中，气缸内气体体积变大，对外做功，而气体内能不变，所以，气缸内气体吸热　

故本题答案是：①活塞相对气缸移动的距离5cm

②当气缸被竖直悬挂在天花板上，活塞下降并达到稳定的过程中，气缸内气体是吸热