Question

【題目】如圖所示，上端開口的光滑圓形氣缸豎直放置，截面積為40cm2活塞將一定質量的氣體封閉在氣缸內。在氣缸內距缸底60cm處設有卡環(huán)ab，使活塞只能向上滑動。開始時活塞擱在ab上，缸內氣體的壓強等于大氣壓強P0＝1.0×105Pa,溫度為300k.現(xiàn)緩慢加熱氣缸內氣體，當溫度緩慢升高為330k,活塞恰好離開ab；當溫度緩慢升高到363k時，（g取10m/s2）求：

①活塞的質量 ②整個過程中氣體對外界做的功。

Answer 1

【答案】①4kg； ②26.4J

【解析】【試題分析】先寫出已知條件，根據等容變化的公式和對活塞受力平衡可以求活塞的質量；活塞克服重力和外面的大氣壓做功，利用功的計算公式即可求解．

(1)氣體的狀態(tài)參量為：T1=300K，p1=1.0×105Pa,T2=330K，

物體做等容變化，則有：

代入數據得：m=4kg

(2)活塞恰好離開ab時：T2=300K，V2=0.6S

T3=363K，V3=h3S

因為

有，

得：h3=66cm

則W=p2S(h3-h2)=1.1×105×40×10﹣4×(0.66-0.6)J=26.4J