题目内容
【题目】如图,一固定的竖直气缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞,已知大活塞的质量为,横截面积为,小活塞的质量为,横截面积为;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为,气缸为大气压强为,温度为,初始时大活塞与大圆筒底部相距,两活塞间封闭气体的温度为,现气缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移,忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦,重力加速度,求:
(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温度;
(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强。
【答案】(1);(2)
【解析】
试题分析:(1)设初始时气体体积为,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的体积为,温度为,由题给条件得,,在活塞缓慢下移的过程中,用表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得,故缸内气体的压强不变.由盖-吕萨克定律有,联立并代入题给数据得 。
(2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为,在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变,设达到热平衡时被封闭气体的压强为,由查理定律,有,
联立并代入题给数据得 。
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