某同学在研究“一定质量气体体积不变时压强和温度关系”实验中，将气缸开口向上竖直放置在水平桌面上，将力传感器和活塞一起固定，测量活塞作用在传感器上沿竖直方向的力，如图A所

Question

某同学在研究“一定质量气体体积不变时压强和温度关系”实验中，将气缸开口向上竖直放置在水平桌面上，将力传感器和活塞一起固定，测量活塞作用在传感器上沿竖直方向的力，如图A所示．活塞的横截面积为S=15cm²，大气压强p₀=1.0×10⁵Pa，气缸质量M=0.75kg．当缸内气体温度t₁=27℃时，力传感器示数恰好为零，升高气体的温度，根据测得数据作了如图B所示的F-T图，忽略摩擦，取g=10m/s²．

（1）t₁温度时气体压强为多少Pa；
（2）该同学又从t₁开始降低温度直至t₂=-10℃进行实验，且操作无误，试在图B中作出t₁至t₂温度区间内的F-T图线，并在坐标轴上注明必要数据．

Answer 1

（1）当缸内气体温度T=0 K时，力传感器示数恰好为156 N，
以活塞为研究的对象有：
mg+p₀S=156 N，得mg=6 N
当缸内气体温度t₁=27℃时，力传感器示数恰好为零，满足mg+p₀S=pS，
故t₁温度时气体压强为p=(6+105×15×10-4)/(15×10-4)=1.04×10⁵Pa．                   
（2）要使气体温度由t₁变为t₂，可以先做等容变化再做等压变化．在做等容的过程中，温度下降，压强变小，气缸将被拉起，当气缸刚好离开桌面时，设此时气体的压强为p′，
有Mg+p′S=p₀S，
解得p′=9.5×10⁴Pa         
由(P)/(T1)=(P′)/(T2)，得T₂=274 K．接着做等压变化，压力不变，一直降到263 K即可．       
图象如下图所示．              

答：（1）t₁温度时气体压强为1.04×10⁵Pa；
（2）t₁至t₂温度区间内的F-T图线如图所示．