Question

【題目】一足夠高的內壁光滑的導熱氣缸豎直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不計質量的活塞封閉了一定質量的理想氣體，活塞的面積為1.5×10-3m2，如圖所示，開始時氣體的體積為3.0×10-3m3，現(xiàn)緩慢地在活塞上倒上一定質量的細沙，最后活塞靜止時氣體的體積恰好變?yōu)樵瓉淼娜�分之一。設大氣壓強為1.0×105Pa。重力加速度g取10m/s2，求：

（1）最后氣缸內氣體的壓強為多少？

（2）最終倒在活塞上細沙的總質量為多少千克？

（3）在P—V圖上畫出氣缸內氣體的狀態(tài)變化過程（并用箭頭標出狀態(tài)變化的方向）。

Answer 1

【答案】（1）3.0×105pa（2）30kg（3）圖線如圖；

【解析】

（1）氣缸內氣體的溫度保持不變，根據玻意耳定律

式中，，，

代入數(shù)據得：

（2）活塞受力分析如圖所示。

根據力的平衡條件：，代入數(shù)據可得：

（3）該過程是等溫變化，P—V圖像是雙曲線，由以上數(shù)據可畫出如圖所示的狀態(tài)變化圖線。

圖線加箭頭