问题 问答题

如图所示,水平放置的汽缸内壁光滑,活塞厚度不计,在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,B左面汽缸的容积为V0,A、B之间的容积为0.1V0.开始时活塞在B处,缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强),温度为297K,现缓慢加热汽缸内气体,直至399.3K.求:

(1)活塞刚离开B处时的温度TB

(2)缸内气体最后的压强p;

(3)在图中画出整个过程的p-V图线.

答案

(1)活塞离开B处前缸内气体发生等容变化

       初态:P1=0.9P0   T1=297K

       末态:P2=P0

根据查理定律得

0.9P0
P0
=
T1
T2
      解得:T2=330 K

     (2)当活塞到达A处时,温度升高,缸内气体又发生等容变化.

      初态:P2=P0,T2=330K,V2=V0

      末态:P3=P,T3=399.3K,V3=1.1V0

由气态方程得

P2V2
T2
=
P3V3
T3

代入得:

P0×V0
330
=
P•1.1V0
399.3

解得:P3=1.1P0  即P=1.1P0

     (3)P-V图线如图.

答:(1)活塞刚离开B处时的温度TB=330K;

    (2)缸内气体最后的压强p;

    (3)p-V图线如图.

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