题目内容

如图所示，气缸放置在水平台上，活塞质量为5kg，截面积为25cm2，厚度不计，气缸全长25cm，大气压强为1×105pa，当温度为27℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若保持气体温度不变，将气缸缓慢竖起倒置．g取l0m/s2．   
（1）气缸倒置过程中，下列说法正确的是______
A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数增多
B．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少
C．吸收热量，对外做功
D．外界气体对缸内气体做功，放出热量
（2）求气缸倒置后气柱长度；
（3）气缸倒置后，温度升至多高时，活塞刚好接触平台（活塞摩擦不计）？

【答案】分析：（1）气缸倒置过程中气体的压强减小，体积变大，由此可分析气体的状态的变化和内能的变化；
（2）气体做的是等温变化，根据气体的状态方程可以求得气体的长度；
（3）气体做的是等压变化，根据气体的状态方程可以求得气体的温度大小．
解答：解：（1）AB、气缸倒置，气体的压强减小，体积变大，分子的密度减小，单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少，所以B正确，A错误；
CD、气体的体积变大，对外做功，由于变化过程中，气体的温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知，气体要吸热，所以C正确，D错误．
（2）对于封闭的气体，气缸倒置的过程是等温变化：
P1=Po+=1.2×105Pa
P2=Po-=0.8×105Pa，
P1L1=P2L2
解得L2=15cm
（3）活塞刚好接触平台时，气体做的是等压变化：
T2=（273+27）K=300K     L2=15cm，
L3=25cm
根据气体状态方程 =，
可得 T3=T2=T2=500K
即温度为 t=227℃
答：（1）BC
（2）气缸倒置后气柱长度为15cm；
（3）气缸倒置后，温度升至227℃时，活塞刚好接触平台．
点评：根据气体的两次变化的过程，找出气体的状态参量，分别列示计算即可，难度不大．
练习册系列答案
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（1）气柱多长？
（2）当温度多高时，活塞刚好接触平台？
（3）当温度多高时，缸筒刚好对地面无压力．（活塞摩擦不计）．
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（2008?虹口区二模）如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积50cm2，厚度1cm，气缸全长21cm，气缸质量20kg，大气压强为1×105Pa，当温度为7℃时，活塞封闭的气柱长10cm．若将气缸缓慢倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．g取10m/s2．求：
（1）气柱多长？
（2）当温度多高时，活塞刚好接触平台？（活塞摩擦不计）
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①将气缸倒过来放置，若温度上升到27℃，求此时气柱的长度．
②气缸倒过来放置后，若逐渐升高温度，发现活塞刚好接触平台，求此时气体的温度．
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①若气柱温度不变，气柱达到新的平衡时的长度；
②缓慢升高气柱的温度，当活塞刚好接触平台时气柱的温度．

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