Question

【題目】如圖所示，固定的絕熱氣缸內有一質量為m的T形絕熱活塞（體積可忽略不計），距氣缸底部某處連接一U形管（管內氣體的體積忽略不計），管內兩邊水銀柱的高度差為h，初始時，封閉氣體的溫度為T0，活塞豎直部分剛好與氣缸底部接觸（對底部無壓力），已知水銀的密度為ρ，大氣壓強為p0，活塞豎直部分長為1.2h0，重力加速度為g，活塞的支柱上有一小孔，使氣缸內氣體始終連通。

①求氣缸橫截面積；

②緩慢降低氣體溫度，水銀不會流入氣缸內，求當氣缸底部對活塞的支持力為mg時氣體的溫度。

Answer 1

【答案】①②

【解析】試題分析：選取活塞為研究對象，對其受力分析并根據平衡條件即可求出氣缸橫截面積；緩慢降低溫度，氣體的體積不變，根據查理定律即可求出溫度。

①選取活塞為研究對象，對其受力分析并根據平衡條件有，

解得氣缸橫截面積：

②緩慢降低溫度，氣體的體積不變，根據查理定律：

解得