题目内容
【题目】如图所示,横截面积均为S,内壁光滑的导热气缸A、B,A水平放置,活塞E固定,封闭气柱长为2l;气缸B竖直放置,高为4l,A、B之间由一段容积可忽略的细管相连,A气缸中细管口处有一小阀门C,A中气体不能进入B中,当B中气体压强大于A中气体压强时,阀门C开启,B内气体进入A中,B中气体由活塞D封闭,初始时A中气体压强为1.5P0,活塞D离气缸底部的距离为3l,整个装置置于温度27°C,大气压为P0的环境中,阀门C、活塞D的质量及厚度均忽略不计,现向D上缓慢添加沙子,最后沙子总质量为,求
(i)稳定后活塞D下降的距离;
(ii)同时对两气缸加热,使活塞D再回到初始位置,则此时气缸B内的温度为多少?
【答案】(1) (2)
【解析】(i)由于过程进行的很缓慢,全过程可以看做是等温过程,当B中气体压强增加到时活塞C打开,A、B成为整体.对B由玻意耳定律可得,解得
活塞打开后A、B气体的压强缓慢增加到
设最后活塞D离底部高度为,由玻意耳定律可得
,解得
稳定后活塞D下降的距离
(ii)改变气缸内气体的温度使活塞D再回到初始位置,过程中,阀门C关闭,D活塞上移,B中气体压强始终未,初状态,设最终温度为
由盖吕萨克定律可得,解得
练习册系列答案
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