Question

【題目】如圖（a）所示，一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置，橫截面積S＝2×10 -3m2、質(zhì)量為m＝4kg厚度不計(jì)的活塞與氣缸底部之間封閉了一部分氣體，此時(shí)活塞與氣缸底部之間的距離為24cm，在活塞的右側(cè)12cm處有一對(duì)與氣缸固定連接的卡環(huán)，氣體的溫度為300K，大氣壓強(qiáng)P0＝1.0×105Pa�，F(xiàn)將氣缸豎直放置，如圖（b）所示，取g＝10m/s2 。求：

①活塞與氣缸底部之間的距離；

②加熱到675K時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)。

Answer 1

【答案】① 20cm； ② 1.5×105Pa

【解析】

試題分析：氣缸水平放置時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)：

p1=p0=1.0×105Pa，溫度：T1=300K，體積：V1=24cm×S，

當(dāng)氣缸豎直放置時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)：p2=p0+

解得：p2=1.25×105Pa，溫度T2=T1=300K，體積：V2=HS．

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有：

代入數(shù)據(jù)解得：H=20cm；

（2）假設(shè)活塞能到達(dá)卡環(huán)，由題意有：T3=675K V3=36cm×S，

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有：

代入數(shù)據(jù)解得：p3=1.5×105Pa，

故假設(shè)成立，活塞能達(dá)到卡環(huán)，氣體壓強(qiáng)為p3=1.5×105Pa，