题目内容

【题目】如图所示,地面上放置有一内壁光滑的圆柱形导热气缸,气缸的横截面积m3,活塞到气缸底部的距离为L=0.5m,气缸内部有一质量和厚度均可忽略的活塞,活塞上固定一个力传感器,传感器通过一根竖直细杆与天花板固定好,气缸内密封有温度t1=27℃的理想气体,此时力传感器的读数恰好为0,若外界大气压强Pa保持不变,求:

(i)如果保持活塞不动,当力传感器的读数达到时,密封气体温度升高到多少;

(ii)如果从初状态开始将活塞往下压,当下压的距离为x=0.2m时力传感器的示数达到F=450N,则通过压缩气体可以使此密封气体的温度升高到多少?

【答案】(i)327 ℃ (ii)177 ℃

【解析】i)温度,密封气体压强Pa

Pa

密封气体发生等容变化,由查理定律得

代入数据得

ii)如果从初状态开始往下压,则气体的压强、体积、温度都会发生变化,则根据理想气体状态方程有

代入数据有

解得

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