Question

【题目】在水平面有一个导热气缸,如图甲所示,活塞与气缸之间密封了一定质量的理想气体.最初密封气体的温度为23℃,气柱长10cm；给气体加热后,气柱长变为12cm。已知气缸内截面积为0.001m2,大气压P0=1.0х105Pa,g取10m/s2，不计气缸与活塞间的摩擦。

（1）求加热后气体的温度；

（2）若保持加热后气体的温度不变,将气缸直立后(如图乙所示)气柱长度又恢复为10cm,求活塞质量。

Answer 1

【答案】（1）360K（2）2kg

【解析】试题分析：（1）气体发生等圧変化，根据盖-率萨克定律求解（2）根据玻意耳定律求出气缸直立后，缸内气体的压强，再由活塞的受力平衡求出活塞的质量

（1）汽缸内的密封气体温度升高后,压强不变,是等压变化,根据盖-吕萨克定律有:

设汽缸内截面积用S表示,则

代入数据计算得出: 或(87℃)

（2）将汽缸直立后,气体发生等温变化,根据玻意耳定律有

已知

代入数据计算得出

因为

代入数据计算得出