Question

【題目】一足夠高的內(nèi)壁光滑的導熱氣缸豎直地浸在盛有冰水混合物的水槽中，用不計質(zhì)量的活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，如圖1所示．開始時，氣體的體積為2.0×10﹣3m3 ， 現(xiàn)緩慢地在活塞上倒上一定量的細沙，活塞靜止時氣體的體積恰好變?yōu)樵瓉淼囊话耄�然后將氣缸移出水槽，緩慢加熱，使氣體溫度變?yōu)?37℃（大氣壓強為1.0×105Pa）．

（1）求氣缸內(nèi)氣體最終的壓強和體積；
（2）在p﹣V圖2上畫出整個過程中氣缸內(nèi)氣體的狀態(tài)變化（用箭頭在圖線上標出狀態(tài)變化的方向）．

Answer 1

【答案】
（1）

解：由題，狀態(tài)一：P1=1.0×105Pa，V1=2.0×10﹣3m3，T1=273K

狀態(tài)二：P2=？，V2=1.0×10﹣3m3，T2=273K

狀態(tài)三：P3=P2，V3=？，T3=410K

氣體先發(fā)生等溫變化，則有：P1V1=P2V2，代入解得：P2= = =2.0×105Pa，

氣體后發(fā)生等壓變化，則有： ，

代入解得：V3= = =1.5×10﹣3m3

（2）

解：氣體先發(fā)生等溫變化，PV圖象是雙曲線，后發(fā)生等壓變化，圖線平行于V軸，根據(jù)以上計算作出P﹣V圖象如圖

【解析】（1）氣體涉及三個狀態(tài)，發(fā)生了兩個變化：等溫變化和等壓變化，分析寫出三個狀態(tài)的參量，根據(jù)玻意耳定律和蓋呂薩克定律可求出氣缸內(nèi)氣體最終的體積；（2）分段作出兩個變化過程的P﹣V圖象，等溫變化過程是雙曲線．