题目内容
【题目】如图所示,竖直放置的气缸,活塞横截面积为S,厚度不计,可在气缸内无摩擦滑动。气缸侧壁有一个小孔,与装有水银的U形玻璃细管相通。气缸内封闭了一段高为L的气柱(U形管内的气体体积不计)。此时缸内气体温度为T0,U形管内水银面高度差为h。已知大气压强为p0,水银的密度为ρ,重力加速度为g。(气缸内气体与外界无热交换)
①求活塞的质量m;
②若在活塞上添加质量为4m的沙粒时,活塞下降到距气缸底部处,求此时气缸内气体的温度。
【答案】① ②
【解析】①活塞受力如图所示,由平衡条件有:
结合液体压强公式有:
所以活塞的质量:
②在活塞上添加质量为4m的沙粒时,由平衡条件有:
, ,T1=T0
由气体状态方程有:
所以此时气缸内气体的温度为:
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