Question

如图所示,开口处有卡口、内截面积为S的圆柱形气缸开口向上竖直放置在水平面上,缸内总体积为V₀,大气压强为P₀ ,一厚度不计、质量为m的活塞（m=0.2P₀S/g)封住一定量的理想气体,温度为T₀时缸内气体体积为0.8V₀,先在活塞上缓慢放上质量为2m的砂子,然后将缸内气体温度升高到2T₀, 求:

（1）初始时缸内气体的压强;

（2）最后缸内气体的压强;

（3）在图中画出气体状态变化的P-V图象.

Answer

（1）（2）（3）

【解析】

（1）由于活塞静止，由平衡条件可得：

（2）在活塞上缓慢放上质量为2m 砂子，由平衡条件得：

解得：

因为发生的是等温变化，满足：

解得：

温度升高时气体先是发生等圧変化，直到活塞上升到卡口为止，有：

解得：

此后气体发生等容变化，有：

解得：

（3）根据气体状态参量的变化，作出的P—V图像如图所示；