Question

如圖所示，一氣缸固定在水平地面上，質(zhì)量為1kg的重物P通過滑輪與活塞相連，活塞下面封閉有溫度為27℃的理想氣體，已知大氣壓強為1.0×10⁵ Pa，活塞面積為10cm²，活塞離汽缸底的高度為30cm，不計活塞重及一切摩擦，當氣體溫度升高到177°C時（　�。�

A．重物P下降的距離為15 cm

B．重物P下降的距離為20 cm

C．氣體壓強為1.1×10⁵ Pa

D．氣體壓強為0.9×10⁵ Pa

Answer 1

分析：根據(jù)平衡條件求得氣缸內(nèi)封閉氣體的壓強，可知封閉氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋?呂薩克定律和幾何關系列式求重物P下降的高度．

解答：解：以活塞為研究對象，由平衡條件得：pS+mg=p₀S，
則得封閉氣體的壓強為 P=p₀-

mg

S

=1.0×10⁵Pa-

1×10

10×10-4

Pa=0.9×10⁵Pa
可知，溫度升高時，氣缸內(nèi)氣體發(fā)生等壓變化．
初態(tài)：T₁=27K+273K=300K，V₁=h₁S=30cm
末態(tài)：T₂=177K+273K=450K，V₂=（h₁+h）S=（30+h）Scm
根據(jù)蓋?呂薩克定律

V1

V2

=

T1

T2

得，
代入解得h=15cm
故選AD

點評：以活塞或氣缸為研究對象，根據(jù)平衡條件求封閉氣體的壓強，是慣用的思路，要學會運用．同時，要能正確分析氣體的狀態(tài)變化過程，選擇解題規(guī)律．