如圖，兩個側壁絕熱、頂部和底部都導熱的相同汽缸直立放置，汽缸底部和頂部均有細管連通，頂部的細管帶有閥門K.兩汽...

問題詳情：

如圖，兩個側壁絕熱、頂部和底部都導熱的相同汽缸直立放置，汽缸底部和頂部均有細管連通，頂部的細管帶有閥門K.兩汽缸的容積均為V0，汽缸中各有一個絕熱活塞(質量不同，厚度可忽略)．開始時K關閉，兩活塞下方和右活塞上方充有氣體(可視為理想氣體)，壓強分別為p0和p0/3；左活塞在汽缸正中間，其上方為真空；右活塞上方氣體體積為V0/4.現使汽缸底與一恆溫熱源接觸，平衡後左活塞升至汽缸頂部，且與頂部剛好沒有接觸；然後開啟K，經過一段時間，重新達到平衡．已知外界溫度為T0，不計活塞與汽缸壁間的摩擦．求：

(1)恆溫熱源的溫度T；

(2)重新達到平衡後左汽缸中活塞上方氣體的體積Vx.

【回答】

解：(1)與恆溫熱源接觸後，在K未開啟時，右活塞不動，兩活塞下方的氣體經歷等壓過程，由蓋·呂薩克定律，得

①

由此得②

 (2)由初始狀態的力學平衡條件可知，左活塞的質量比右活塞的大．開啟K後，左活塞下降至某一位置，右活塞必須升至汽缸頂，才能滿足力學平衡條件．

汽缸頂部與外界接觸，底部與恆溫熱源接觸，兩部分氣體各自經歷等溫過程，設左活塞上方氣體壓強為p，左汽缸中活塞上方氣體的體積為，由玻意耳定律，得

③

④

聯立③④式得

其解為⑤

 另一解，不合題意，捨去．

知識點：專題九 熱學部分

題型：計算題