题目内容
【题目】如图所示,静止的气缸内封闭了一定质量的气体,水平轻杆一端固定在墙壁上,另一端与气缸内的活塞相连,已知大气压强为1.0×105Pa,气缸的质量为50kg,活塞质量不计,其横截面积为0.01m2,气缸与地面间的最大静摩擦力为气缸重力的0.2倍,活塞与气缸之间的摩擦可忽略,开始时被封闭气体压强为1.0×105Pa、温度为27℃,取g=10m/S2,T=273十t.
①缓慢升高气体温度,求气缸开始向左运动时气体的压强和温度;
②若要保证气缸静止不动,求封闭气体温度的取值范围.
【答案】①1.1×105Pa ,57℃ ②-3℃~57℃
【解析】(1)气缸开始运动时,气缸与地面间的摩擦力为最大静摩擦力,此时有: 且
气缸内气体压强为:
气体发生了等容变化有:
代入数据得:
即:
故气缸恰好开始向左运动时气体的压强,温度为;
(2)当气缸恰好向右运动时,温度有最低值,气缸内气体压强为:
等容变化 ,得:,
即:
故温度在﹣3℃到57℃之间气缸静止不动.
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