Question

【題目】如圖甲所示，氣缸左右側(cè)壁導(dǎo)熱，其它側(cè)壁絕熱，平放在水平面上。質(zhì)量為m、橫截面積為S的絕熱活塞將氣缸分隔成A、B兩部分，每部分都封閉有氣體，此時(shí)兩部分氣體體積相等。外界溫度T0保持不變，重力加速度為g（不計(jì)活塞和氣缸間的摩擦）。

（1）若將氣缸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，直到氣缸豎直如圖乙所示，穩(wěn)定后A、B兩部分氣體體積之比變?yōu)?/span>3：1，整個(gè)過程不漏氣，求此時(shí)B部分氣體的壓強(qiáng)。

（2）將丙圖中B的底端加一絕熱層，對(duì)B部分氣體緩慢加熱，使A、B兩部分氣體體積再次相等，求此時(shí)B部分氣體的溫度T。

Answer 1

【答案】（1）（2）。

【解析】

（1）假設(shè)開始時(shí)，AB兩部分體積均為V

此時(shí)PA＝PB＝P、TA＝TB＝T0

將氣缸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，直到氣缸豎直如圖乙所示時(shí)設(shè)A部分壓強(qiáng)為PA′

則

由玻意耳定律得：對(duì)A：

對(duì)B：

聯(lián)立解得：

（2）對(duì)B部分氣體緩慢加熱，使A、B兩部分氣體體積再次相等，A回到最初狀態(tài)，

此時(shí)

從乙到丙過程，對(duì)B由理想氣體狀態(tài)方程得：

聯(lián)立解得：