题目内容

【题目】气缸长为L=1m(气缸厚度可忽略不计),固定在水平面上,气缸中有横街面积为S=100cm2的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体.已知当温度t=27℃,大气压强p0=1×105Pa时,气柱长度l0=0.4m,现用水平拉力向右缓慢拉动活塞,求:

(1)若拉动活塞过程中温度保持27℃,活塞到达缸口时缸内气体压强
(2)若气缸,活塞绝热,拉动活塞到达缸口时拉力大小为500N,求此时缸内气体温度.

【答案】
(1)解:气体的状态参量:p1=p0=1×105Pa,V1=l0S=0.4S,V2=LS=S,

气体发生等温变化,由玻意耳定律得:p1V1=p2V2

代入数据解得:p2=4×104Pa;

答:若拉动活塞过程中温度保持27℃,活塞到达缸口时缸内气体压强为4×104Pa.


(2)解:气体状态参量:p1=p0=1×105Pa,V1=l0S=0.4S,

T1=273+27=300K,V3=LS=S,p3=p0 =5×104Pa,

由理想气体状态方程得: =

代入数据解得:T3=375K;

答:若气缸,活塞绝热,拉动活塞到达缸口时拉力大小为500N,此时缸内气体温度为375K.


【解析】(1)气体发生等温变化,应用玻意耳定律可以求出气体的压强;(2)应用平衡条件求出气体压强,求出气体的状态参量,然后应用理想气体状态方程求出气体的温度.

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