题目

如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M=200kg，活塞质量m=10kg，活塞面积S=100cm2活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27℃，活塞正位于气缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p0=1.0×105Pa，重力加速度为g=10m/s2求：  (a)缸内气体的压强p1； (b)缸内气体的温度升高到多少℃时，活塞恰好会静止在气缸缸口AB处？ 答案：解：(a)以气缸为对象（不包括活塞）列气缸受力平衡方程p1S=Mg+p0S 解之得p1=3×105Pa (b)当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时，缸内气体温度为T2，压强为p2，此时仍有p2S=Mg+p0S 由题意知缸内气体为等压变化，对这一过程研究缸内气体，由状态方程得 S×0.5lT1=SlT2 所以T2=2T1=600K 故t2=(600－273)℃=327℃

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