Question

【题目】一端开口的钢制圆筒，在开口端放一光滑活塞，先将其开口端向下，竖直缓慢地放入温度T1=281K的水槽中，在筒底与水面相平时，恰好静止在水中，此时筒内气柱长为h。当水温升高到某一温度时，圆筒露出水面的高度为（简壁的厚度不计）。

（i）试判断水升温前、后筒内气体的压强P1、P2的大小关系；

（ii）求水升温后的温度T2

Answer 1

【答案】（i）水升温前、后筒内气体的压强相等；（ii）水升温后的温度为320K。

【解析】

（i）水升温前后圆筒受到的浮力相等，圆筒排开水的体积相等，可知活塞距离水面的距离相等，故水升温前后筒内气体压强相等，即p1=p2；

（ii）初状态：T1=280K，V1=Sh，

末状态：V2=

该过程为等压变化，根据气体实验定律可得：

解得：T2=320K。