题目内容
【题目】如图所示，圆柱形汽缸倒置在水平粗糙地面上，汽缸内被活塞封闭有一定质量的空气。汽缸质量为M=10kg，缸壁厚度不计，活塞质量m=5.0kg，其圆面积S=50cm2，与缸壁摩擦不计。在缸内气体温度为27℃时，活塞刚好与地面接触并对地面恰好无压力。已知大气压强p0=1×105Pa，g取10m/s2。
(1)求此时封闭气体的压强；
(2)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，汽缸对地面恰好无压力？
【答案】(1)0.9×105Pa；(2)127℃
【解析】
(1)在缸内气体温度为27℃时，即T1=300K①，活塞刚好与地面接触并对地面恰好无压力。有
解得
②
(2)当温度升为T2时气缸对地面无压力，对气缸
解得
③
对缸内气体：等容变化，由查理定律得
④
①②③④联立求解得
T2=400K
即
t2=127℃
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