Question

【題目】如圖所示，氣缸放置在水平臺上，活塞質量為5kg，面積為，厚度不計，氣缸全長25cm，大氣壓強為.當溫度為，活塞封閉的氣柱長10cm，若保持氣體溫度不變，將氣缸緩慢豎起倒置（取），氣缸倒置后氣柱長為________cm，氣缸倒置后，溫度升至t=_________時，活塞剛好接觸平臺（活塞摩擦不計）.

Answer 1

【答案】 15 227℃

【解析】（1）將氣缸狀態1緩慢豎起到倒置狀態2的過程等溫變化，設活塞的橫截面為S，其狀態參量分別為：
狀態1：P1=Po+=1×105+0.2×105=1.2×105Pa V1=L1S
狀態2：P2=P0-=1×105-0.2×105=0.8×105Pa V2=L2S
由等溫變化有：P1V1=P2V2
即為：P1L1=P2L2
代入數據解得：L2=15cm
（2）由狀態2到狀態3為等壓變化，狀態2 的溫度為：T2=T1=（273+27）K=300K
狀態3的狀態參量為：V3=L3S T3=？
由等壓變化有：
解得：