Question

【題目】絕熱圓筒容器立于水平桌面上，其內(nèi)部橫截面積為S=50 cm2。其內(nèi)有兩個(gè)輕質(zhì)活塞A和B將容器分成長均為L的兩室。其中輕質(zhì)活塞A導(dǎo)熱，與筒壁的最大靜摩擦力為f=100 N，輕活塞B不導(dǎo)熱且可沿筒壁上下無摩擦地自由滑動(dòng)。起初兩室內(nèi)氣體的壓強(qiáng)均與外界大氣壓強(qiáng)相等為p0=1.0×105 Pa，溫度均為T0=300 K。現(xiàn)通過電熱絲對(duì)下方的氣體緩慢加熱，直至活塞A剛要向上滑動(dòng)。試求：

①此時(shí)上方氣體的壓強(qiáng)p；

②此時(shí)下方氣體的溫度T'。

Answer 1

【答案】①1.2×105 Pa ②420 K

【解析】①活塞A剛要滑動(dòng)時(shí)，對(duì)活塞A進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡有：

解得：

②上方氣體與外界通過導(dǎo)熱的活塞A隔開，所以溫度不變，設(shè)活塞A剛要滑動(dòng)時(shí)活塞B上移的距離為x

由玻意耳定律得：

解得：

由于活塞B可無摩擦地自由滑動(dòng)，所以下方氣體的壓強(qiáng)與上方氣體的相等， ，此時(shí)下方氣體的溫度為

由理想氣體狀態(tài)方程得：

解得：