题目内容
【题目】如图所示,上端开口的光滑圆形气缸竖直放置,截面积为40cm2的活塞将一定质量气体封闭在气缸内。在汽缸内距缸底60cm处设有卡环ab,使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在ab上,缸内气体的压强等于大气压强p0=1.0×105Pa,温度为300K。现缓慢加热气缸内气体,当温度缓缓升高到330K,活塞恰好离开ab,g取l0m/s2。求:
(1)活塞的质量;
(2)当温度缓慢升高到363K时,活塞向上移动过程中气体对外界做的功是多少?
【答案】(1)4kg;(2)26.4J
【解析】
(1)气体的状态参量为:T1=300K,p1=1.0×105Pa
T2=330K,
物体做等容变化,则有
代入数据得
m=4kg
p2=1.1×105Pa
(2)活塞恰好离开ab时:T2=300K,V2=0.6S,T3=363K,V3=h3S
因为
有
得
h3=66cm
则
W=p2S(h3-h2)=1.1×105×40×10-4×(0.66-0.6)=26.4J
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