如圖*所示，一定質量的理想氣體被質量m=2kg的活塞封閉在導熱良好的氣缸內，氣缸橫截面積S=0.001m2，內...

問題詳情：

如圖*所示，一定質量的理想氣體被質量m=2kg的活塞封閉在導熱良好的氣缸內，氣缸橫截面積S=0.001m2，內壁光滑。氣缸開口向上放在水平地面上，活塞下表面與氣缸底部的距離L0=33cm，此時氣體的温度為300K。已知外界大氣壓強p0=l.0×105Pa，並始終保持不變，重力加速度g取10m/s2。

①若氣體的温度保持不變，將氣缸緩慢地沿順時針方向轉到與水平面夾角=30°靠在牆上，如圖乙所示，求此時活塞下表面與氣缸底部的距離L；

②氣缸保持如圖乙位置不變，若將氣缸內氣體的温度緩慢升高到360K時，為使活塞下表面與氣缸底部的距離仍為L，應在活塞上表面放置質量多大的物塊。

【回答】

①36cm；②4.4kg

【解析】①初始時氣缸放在水平地面上，根據平衡條件有

解得此時內部氣體的壓強

當氣缸緩慢地沿順時針方向轉到與水平面成30°角靠在牆上時，

根據平衡條件有

解得此時內部氣體的壓強

由玻意耳定律得

解得L=36cm

②氣體發生等容變化，設末態氣體的壓強為p3，由查理定律得

解得Pa

應在活塞上表面放置質量為的物塊，根據平衡條件有

解得4.4kg

知識點：氣體的等温變化

題型：計算題