Question

【題目】如圖（a）所示，一導熱性能良好、內壁光滑的氣缸水平放置，橫截面積為、質量為m=4kg厚度不計的活塞與氣缸底部之間封閉了一部分氣體，此時活塞與氣缸底部之間的距離為20cm，在活塞的右側10cm處有一對與氣缸固定連接的卡環(huán)，氣體的溫度為300K，大氣壓強�，F(xiàn)將氣缸緩慢豎直放置，如圖（b）所示，取。結果保留3位有效數字。求：

①豎直穩(wěn)定后活塞距卡環(huán)的距離；②豎直穩(wěn)定后再在活塞上輕輕放置3kg的小物塊后，為使活塞恰好與卡環(huán)接觸，氣體溫度為多少？

Answer 1

【答案】（1）13.3cm（2）608K

【解析】①對封閉氣體，p1=p0，V1=20S，T1=300K

氣缸豎直放置穩(wěn)定后, V2=LS，T2=300K

由活塞平衡 p2S=p0S+mg

由玻意耳定律p1V1= p2V2

豎直穩(wěn)定后活塞距卡環(huán)的距離x=30-L

解得：x=13.3cm

②豎直穩(wěn)定后再在活塞上輕輕放置3kg的小物塊后，活塞恰好與卡環(huán)接觸，氣體體積V3=30S，氣體溫度為T3，

由活塞平衡 p3S=p0S+(m+m)g

由理想氣體狀態(tài)方程

解得T3=608K