题目

为了监控锅炉外壁的温度变化，某锅炉外壁上镶嵌了一个底部水平、开口向上的圆柱形导热缸，气缸内有一质量不计、横截面积S=10cm2的活塞封闭着一定质量理想气体，活塞上方用轻绳悬挂着矩形重物。当缸内温度为T1=360K时，活塞与缸底相距H=6cm、与重物相距h=4cm。已知锅炉房内空气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度大小g=10m/s2 ， 不计活塞厚度及活塞与缸壁间的摩擦，缸内气体温度等于锅炉外壁温度。 （1） 当活塞刚好接触重物时，求锅炉外壁的温度T2。 （2） 当锅炉外壁的温度为660K时，轻绳拉力刚好为零，警报器开始报警，求重物的质量M。 答案： 解：活塞上升过程中，缸内气体发生等压变化V1=HSV2=（H+h）S由盖吕萨克定律有V1T1=V2T2代入数据解得T2=600K 解：活塞刚好接触重物到轻绳拉力为零的过程中，缸内气体发生等容变化T3=660K由力的平衡条件有p=p0+MgS由查理定律有p0T2=pT3代入数据解得M=1kg

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