Question

【題目】如圖所示，導(dǎo)熱氣缸A通過絕熱細(xì)管與氣缸B相連，細(xì)管中有絕熱的小活塞M，氣缸A內(nèi)有活塞N，其截面積為10cm2 ， 兩氣缸內(nèi)都封閉有體積為0.2L、壓強(qiáng)為1atm、溫度為27℃的理想氣體，兩個(gè)活塞皆不漏氣且無摩擦，細(xì)管容積忽略不計(jì)．已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa，熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系為T=t+273K，現(xiàn)用力F向右緩慢推活塞N的同時(shí)給氣缸B加熱，從而使活塞M保持在原位置不動(dòng)，當(dāng)力F=100N時(shí)，求：
（i）活塞N向右移動(dòng)的距離是多少？
（ii）氣缸B中的氣體已升溫到多少攝氏度？

Answer 1

【答案】解：（i）加力F后，A中氣體的壓強(qiáng)為

對(duì)A中的氣體：
解得：
初態(tài)時(shí)，
同理
故活塞N向右移動(dòng)的距離是
（ii）對(duì)B中的氣體，因活塞M保持在原位置不動(dòng)
末態(tài)壓強(qiáng)為
根據(jù)查理定律得：
解得 ，即
答：（i）活塞N向右移動(dòng)的距離是10cm
（ii）氣缸B中的氣體已升溫到327℃
【解析】A氣體等溫變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得到壓縮后的壓強(qiáng)情況；再對(duì)B氣體研究，等容變化，同樣根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程列式得到溫度變化情況．