如图所示，足够长的圆柱形气缸竖直放置，其横截面积为1×10-3m2，气缸内有质量m=2kg的活塞，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦．开始时活塞被销子K销于如图位置，离缸底12cm，此时气缸内被

Question

如图所示，足够长的圆柱形气缸竖直放置，其横截面积为1×10^-3m²，气缸内有质量m=2kg的活塞，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦．开始时活塞被销子K销于如图位置，离缸底12cm，此时气缸内被封闭气体的压强1.5×10⁵ Pa，温度为300K．外界大气压为1.0×10⁵Pa，g=10m/s²．
（1）现对密闭气体加热，当温度升到400K，其压强多大？
（2）若在此时拔去销子K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，气缸内气体的温度为
360K，则这时活塞离缸底的距离为多少？

Answer 1

（1）由题意可知气体体积不变，
状态Ⅰ：P₁=1.5×10⁵ Pa，T₁=300K，V₁=1×10^-3×0.12m²
状态Ⅱ：P₂=？T₂=400K
由等容变化有：(P1)/(T1)＝(P2)/(T2)
代入数据解得：P₂=2×10⁵pa
（2）状态Ⅲ：P₃=P₀+(mg)/(s)=1.2×10⁵pa，T₃=360K，V₃=1×10^-3×lm²
由气体状态方程有：(P1V1)/(T1)＝(P3V3)/(T3)
代入数据解得：l=0.18m=18cm
答：（1）现对密闭气体加热，当温度升到400K，其压强为2×10⁵pa
（2）若在此时拔去销子K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，气缸内气体的温度为
360K，则这时活塞离缸底的距离为18cm．