题目内容
【题目】如图所示,一气缸由截面积不同的两圆简联接而成,固定在水平地面上,活塞A、B用一长为3l的刚性细杆连接,它们可以在简内无摩擦地沿水平方向左右滑动,A、B的截面积分别为SA=30 cm2、SB=15cm2 ,A、B之间封闭着压强为
的一定质量的理想气体,两活塞外侧(A的左方和B的右方)都是大气,大气压强始终保持为
,对活塞B施加一水平向右的外力F,使系统平衡。当气缸内气体温度为T1=540K,活塞A、B的平衡位置如图所示。
①使气缸内气体温度下降,同时缓慢减小外力,以保持活塞静止不动,当温度降至多少时，外力正好减为零?
②外力为零后,不再施加外力，继续使气缸内气体温度下降,温度降为多少时活塞A刚好右移到两圆筒联接处?
【答案】①450K②270K
【解析】
①设气缸内气体压强为P，外力为F，则活塞AB和细杆这个整体的平衡条件为
解得
P减小，F随着减小，当F减小到0时，
设此时温度为T2，压强为
则有
解得
②再降温，等压降温过程
，活塞右移，体积相应减小，当A到达两圆筒联接处时，温度为T3，则有
解得
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