Question

【題目】如圖所示，有兩個(gè)不計(jì)質(zhì)量和厚度的活塞M、N，將兩部分理想氣體A、B封閉在絕熱汽缸內(nèi)，溫度均是27 ℃。M活塞是導(dǎo)熱的，N活塞是絕熱的，均可沿汽缸無摩擦地滑動(dòng)，已知活塞的橫截面積均為S＝2 cm2，初始時(shí)M活塞相對(duì)于底部的高度為h1＝27 cm，N活塞相對(duì)于底部的高度為h2＝18 cm�，F(xiàn)將一質(zhì)量為m＝1 kg的小物體放在M活塞的上表面，活塞下降。已知大氣壓強(qiáng)為p0＝1.0×105 Pa。(g＝10 m/s2)

（1）求下部分氣體的壓強(qiáng)大小；

（2）現(xiàn)通過加熱絲對(duì)下部分氣體進(jìn)行緩慢加熱，使下部分氣體的溫度變?yōu)?/span>127 ℃，求穩(wěn)定后活塞M、N距離底部的高度。

Answer 1

【答案】（1）1.5×105 Pa （2）22 cm 16 cm

【解析】

（1）以兩個(gè)活塞和小物體作為整體受力分析得：

得：。

（2）對(duì)下部分氣體進(jìn)行分析，初狀態(tài)壓強(qiáng)為，體積為，溫度為，末狀態(tài)壓強(qiáng)為，體積設(shè)為，溫度為

由理想氣體狀態(tài)方程可得：，得：；

活塞N距離底部的高度為16cm

對(duì)上部分氣體進(jìn)行分析，根據(jù)玻意耳定律可得：

得：，故此時(shí)活塞M距離底部的高度為。