题目内容
【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.
【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
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