题目内容

如图所示,内截面积为S=10-4m2、足够高的圆柱形气缸开口向上竖直放置在水平面上,缸内离底部高为h1=0.08m处有一质量为m=0.2kg的活塞封住一定质量的理想气体,气体温度为t1=27°C,大气压强为p0=1.0×105Pa,重力加速度为g=10m/s2.问:
(1)若把活塞用销子固定住,再将气体温度升高到t2=102℃,此时缸内气体的压强p2为多大?
(2)若在初始条件下,保持气体温度不变,把气缸倒过来,开口向下竖直放置,此时活塞与气缸底的距离h2为多大?
分析:(1)若把活塞用销子固定住,则封闭气体做等容变化,找出初末状态参量,根据查理定律列式求解即可;
(2)保持气体温度不变,则封闭气体做等温变化,找出初末状态参量,根据玻意耳定律列式求解即可
解答:解;(1)初态:P1=P0+
mg
s
=1.2×105Pa
      T1=300K     T2=375K
封闭气体做等容变化,根据查理定律得:
P1
T1
=
P2
T2

代入数据求得:p2=1.5×105Pa
(2)P3=P0-
mg
s
=0.8×105Pa

封闭气体做等温变化,根据玻意耳定律得:p1h1S=p3h2S
代入数据求得:h2=12cm
答:(1)缸内气体的压强p2为1.5×105Pa
(2)活塞与气缸底的距离h2为12cm.
点评:本题关键根据平衡条件得到封闭气体的压强,然后得到封闭气体初末状态的各个状态参量,根据气体实验定律列式求解即可
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