Question

【题目】如图所示，竖直放置的气缸，活塞横截面积为S=0.01m2，厚度不计．可在气缸内无摩擦滑动．气缸侧壁有一个小孔，与装有水银的U形玻璃管相通．气缸内封闭了一段高为L=50cm的气柱（U形管内的气体体积不计）．此时缸内气体温度为27℃，U形管内水银面高度差hl=5cm．已知大气压强p0=1.0×l05Pa，水银的密度ρ=13.6×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2．

①求活塞的质量m；

②若在活塞上缓慢添加M=26.7kg的沙粒时，活塞下降到距气缸底部H=45cm处，求此时气缸内气体的温度．（活塞始终处在侧壁小孔的上方）

Answer 1

【答案】（1）6.8kg

（2）64.50C

【解析】试题分析：（1）气缸内气体的压强：

活塞受力平衡：

解得：m=6.8kg

（2）活塞下降后气体的压强为P2，则

以缸内封闭气体为研究对象，根据气体的状态方程

解得：T2=337.5K=64.50C