Question

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V，A、B之间的容积为0.1V．开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p（p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T_B；
（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．

Answer

（1）缓慢加热汽缸内气体，气体先发生等容变化，当压强等于外界大气压时，活塞缓慢向右移动，气体发生等压变化．根据查理定律，求解TB．
（2）当活塞到达A处时，温度升高，缸内气体又发生等容变化，再由气态方程列式求出气体最后的压强P．
（3）根据气体经过三个状态变化过程，结合三个状态的P、V值，画出图象．
【解析】
（1）活塞离开B处前缸内气体发生等容变化
       初态：P1=0.9P   T1=297K
       末态：P2=P
根据查理定律得      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=P，T2=330K，V2=V；
      末态：P3=P，T3=399.3K，V3=1.1V；
由气态方程得=
代入得：=
解得：P3=1.1P  即P=1.1P
     （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．