题目内容
【题目】如图所示,圆柱形气缸倒置在水平粗糙地面上,气缸内被活塞封闭有一定质量的空气,气缸质量为,缸壁厚度不计,活塞质量,其圆面积,与缸壁摩擦不计.在缸内气体温度为时,活塞刚好与地面接触并对地面无压力,现设法使缸内气体温度升高,问当缸内气体温度升高到多少摄氏度时,气缸对地面恰好无压力?
【答案】127 ℃
【解析】试题分析:以活塞为研究对象,受力分析,利用平衡即可求出此时封闭气体的压强;现使缸内气体温度升高,当气缸恰对地面无压力时,以气缸为研究对象,可求出升温后封闭气体的压强,然后一封闭气体为研究对象,等容变化,利用查理定律就可求出气体温度。
根据已知条件,分别对活塞和气缸作受力分析,列平衡方程,结合查理定律进行计算;当温度时,
活塞对地面无压力,列平衡方程:
代入数据解得:p1=0.9×105Pa
若温度升高,气体压强增大,气缸恰对地面无压力时,
列平衡方程:
代入数据解得:
根据查理定律: ,
解得:
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