题目内容
如图所示，放置在水平地面上一个高为h=40cm的金属容器内有温度为t1=27℃空气，容器侧壁正中央有一阀门，阀门细管直径不计。活塞质量为m=5.0kg，横截面积为s=20cm2。现打开阀门，让活塞下降直至静止。不计摩擦，外界大气压强为p0=1.0×105Pa 。阀门打开时，容器内气体压强与大气压相等，g取10 m/s2。求：
（1）若不考虑气体温度变化，则活塞静止时距容器底部的高度h2；
（2）活塞静止后关闭阀门，对气体加热使容器内气体温度升高到327℃，求此时活塞距容器底部的高度h3。
【答案】
（1）活塞经阀门细管时, 容器内气体的压强为：P1=1.0×105Pa。
容器内气体的体积为：V1=20×10-4×0.2m3=4.0×10-4m3
活塞静止时,气体的压强为：P2=P0＋mg/S=1.0×105＋5.0×10/20×10-4=1.25×105 Pa
活塞静止时,气体的体积为：V2= h2×20×10-4m3
根据玻意耳定律：P1V1=P2V2 （3分）
代入数据得：
（2分）
（2）活塞静止后关闭阀门,此时气体的压强为：P3= P2=1.25×105 Pa
等压变化： T2=273+27=300K T3=273+327=600K V2=3.2×10-6m3 V2=h3×20×10-4 m2
根据玻盖-吕萨克定律：
（3分）
代入数据得：
（2分）h3=0.32 m 小于容器高度
【解析】略
练习册系列答案
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