问题
问答题
内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有27℃温水的恒温水槽中，用不计质量的活塞封闭了压强为1.0×105Pa、体积为2.0×10-3m3的理想气体．现在活塞上方缓缓倒上质量为0.5kg的沙子，封闭气体的体积变为V1；然后将气缸移出水槽，经过缓慢降温，气体温度最终变为-23℃．已知活塞面积为2.0×10-4m2，大气压强为1.0×105Pa，g取10m/s2，求：
（i）气体体积V1．
（ii）气缸内气体的最终体积V2（结果保留两位有效数字）．
答案
（ⅰ）气缸在水槽中，往活塞上方缓缓倒沙子过程中，气体发生等温变化为：P1=P0+
=1.25×105Pa…①mg s
根据玻意耳定律有：P0V0=P1V1…②
代入数据得：V1=1.6×10-3m3…③
（ⅱ）移除水槽后，气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律得：
=V1 T1
…④V2 T2
代入数据解得：V2=1.3×10-3m3…⑤
答：（i）气体体积为1.6×10-3m3．
（ii）气缸内气体的最终体积为1.3×10-3m3