Question

（選修3—3）如圖所示，氣缸放置在水平臺上，活塞質量為5kg，厚度不計，由活塞產生的壓強為0.2×10⁵pa，氣缸全長25cm，大氣壓強為1×10⁵pa，當溫度為27℃時，活塞封閉的氣柱長10cm，若保持封閉氣體溫度不變，將氣缸緩慢豎起倒置。

（1）求氣缸倒置后封閉氣柱的長度？

（2）氣缸倒置后，使封閉氣體溫度升至多少K時，活塞剛好接觸平臺(活塞摩擦不計)?

Answer 1

（1）15cm

（2）500K

解析:

（1）1→2狀態等溫變化：P₁=P_o+ =1.2×10⁵Pa，

P₂=Po―=0.810⁵Pa，P₁L₁ =P₂L₂，解得： L₂=15cm。

（2）2→3狀態等壓變化：T₂=T₁=(273+27)K=300K，

L₂=15cm，L₃=25cm，

=，T₃=T₂= T₂=500K（或t=227℃）。