题目内容
【题目】如图所示,一固定的直立气缸由上、下两个连通的圆筒构成,圆筒的长度均为2L。质量为2m、面积为2S的导热良好的活塞A位于上部圆筒的正中间,质量为m、面积为S的绝热活塞B位于下部圆筒的正中间,两活塞均可无摩擦滑动,活塞B的下方与大气连通。最初整个系统处于静止状态,A上方的理想气体的温度为T。已知大气压强恒为,重力加速度大小为g,气缸壁、管道均不导热,外界温度保持不变,圆筒之间的管道的体积忽略不计,不考虑话塞的厚度。现在对话塞A 上方的气体缓慢加热,求
(i)当活寨B下降到气缸底部时,活塞A上方气体的温度;
(ii)当温度缓慢升高到1.8T时,活塞A相对初始位置下降的距离。
【答案】(i)y=5x (ii) 0.2L
【解析】(i)设活塞A上方的气体温度为T0时,活塞A下降距离x,活塞B下降距离y,活塞A上方的气体发生等压变化,由盖-吕萨克定律:
活塞B上方的气体发生等压变化,由盖-吕萨克定律:
解得:y=5x
(ii)温度级慢升高到.8T时,活塞B已脱离气缸,设活塞A相对初 置下降的距离为x′,如图研究活塞A上方的气体,由理想气状态方程:
解得:x′=0.2L
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