题目内容
如图所示，薄壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上，用横截面积为S=1.0×10-2m2的薄活塞封闭一定质量的理想气体，活塞另一端固定在墙上．外界大气压强P=1.0×105Pa．当环境温度为27℃时，密闭气体的体积为2.0×10-3m3．（1）当环境温度为87℃时，气缸自由移动了多少距离？
（2）如果环境温度保持在87℃，对气缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？
（3）若气缸容积为V=4.2×10-3m3，要在环境温度为27℃时，用水平向左的力F=500N缓慢拉动气缸，则能否将气缸拉离活塞？
【答案】分析：（1）气体等压膨胀，根据盖-吕萨克定律列式求解出膨胀的体积；
（2）从开始到最后，气体等容升温，根据查理定律列式求解气压，再根据内外压强差求解推力；
（3）先假设拉不出，根据平衡条件求解出气压，然后根据玻意耳定律列式求解体积，再判断是否拉出．
解答：解：（1）气体等压变化
解得
气缸移动的距离为：
（2）从开始状态到最后状态，气体等容变化
解得：
活塞受力平衡，有P3S=PS+F
故F=（P3-P ）S=2×104×10-2N=200N
（3）对气缸，
假设没拉出，根据玻意耳定律，有P1V1=P2V2
解得
∵V4＜V，
∴不能拉离活塞．
点评：本题关键找出封闭气体的已知状态参量，然后选择合适的气体实验定律列方程求解，不难．
（2）从开始到最后，气体等容升温，根据查理定律列式求解气压，再根据内外压强差求解推力；
（3）先假设拉不出，根据平衡条件求解出气压，然后根据玻意耳定律列式求解体积，再判断是否拉出．
解答：解：（1）气体等压变化
解得
气缸移动的距离为：
（2）从开始状态到最后状态，气体等容变化
解得：
活塞受力平衡，有P3S=PS+F
故F=（P3-P ）S=2×104×10-2N=200N
（3）对气缸，
假设没拉出，根据玻意耳定律，有P1V1=P2V2
解得
∵V4＜V，
∴不能拉离活塞．
点评：本题关键找出封闭气体的已知状态参量，然后选择合适的气体实验定律列方程求解，不难．
练习册系列答案
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如图所示，薄壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上，当环境温度为10℃时，用横截面积为1.0×10-2m2的活塞封闭体积为2.0×l0-3m3的理想气体，活塞另一端固定在墙上．外界大气压强为1.0×105Pa．
如图所示，薄壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上，用横截面积为S=1.0×10-2m2的薄活塞封闭一定质量的理想气体，活塞另一端固定在墙上．外界大气压强P0=1.0×105Pa．当环境温度为27℃时，密闭气体的体积为2.0×10-3m3．
