Question

15．如圖所示，冷藏室里桌面上一根豎直的彈簧支持著一倒立氣缸的活塞，使氣缸懸空而靜止，氣缸內壁光滑且導熱性能良好．開始時冷藏室溫度為27℃，氣缸內氣柱長度為L；在室內氣壓不變情況下緩慢降溫，穩(wěn)定后發(fā)現(xiàn)氣柱縮短了$\frac{L}{5}$，則：
①氣缸內氣體作的是等溫、等壓還是等容變化？
②現(xiàn)在的室溫為多少？

Answer 1

分析 （1）以氣缸為研究對象進行受力分析，得到壓強的表達式，壓強不變，即為等圧変化
（2）對缸內氣體應用等圧変化的實驗定律列式，即可求出溫度

解答 解：（1）以氣缸為研究對象，對氣缸受力分析，氣缸受力平衡，有：
${p}_{0}^{\;}S+Mg=pS$
得缸內氣體壓強為：$p={p}_{0}^{\;}+\frac{Mg}{S}$，缸內氣體的壓強是定值，可知缸內氣體做的是等圧変化
（2）根據(jù)蓋-呂薩克定律，有：
$\frac{LS}{{T}_{0}^{\;}}=\frac{L-\frac{L}{5}}{{T}_{1}^{\;}}$
解得：${T}_{1}^{\;}=\frac{4}{5}{T}_{0}^{\;}=240K=-33℃$
答：①氣缸內氣體作的是等壓變化
②現(xiàn)在的室溫為-33℃

點評 解決本題的關鍵是確定封閉氣體發(fā)生何種狀態(tài)變化，然后確定氣體的初末狀態(tài)參量，選擇合適的實驗定律列式求解即可．