Question

【题目】气缸高为h=1m（气缸厚度可忽略不计），固定在水平面上，气缸中有质量m=6kg、横截面积为S=10cm2的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，已知大气压强为p0=1×105Pa，当温度为t=27℃时，气柱长为：L0=0.4m．现用竖直向上的拉力F缓
慢拉动活塞，求：

①若拉动活塞过程中温度保持为27℃，活塞到达缸口时拉力F的大小；
②若活塞到达缸口时拉力大小为80N，此时缸内气体的温度．

Answer 1

【答案】解：①初态静止时，对活塞受力分析可得：

Pa

活塞刚到缸口时，L2=1 m，由理想气体方程可得：p1SL0=p2SL2

得p2=0.64×105 Pa

对活塞受力分析，由平衡条件可得： N②温度升高活塞刚到缸口时，L3=1 m

对活塞受力分析，由平衡条件可得： Pa

由理想气体方程可得：

T3=375K

答：①若拉动活塞过程中温度保持为27℃，活塞到达缸口时拉力F的大小为96N；②若活塞到达缸口时拉力大小为80N，此时缸内气体的温度为375K

【解析】（1）找出初末状态的物理量，根据玻意耳定律即可求得压强，由共点力平衡求的拉力；（2）有理想气体状态方程即可求得