题目内容
【题目】如图所示,一直立气缸由两个横截面积不同的长度足够长的圆筒连接而成,活塞A、B间封闭有一定质量的理想气体,A的上方和B的下方分别与大气相通。两活塞用长为L=30cm的不可伸长的质量可忽略不计的细杆相连,可在缸内无摩擦地上下滑动。当缸内封闭气体的温度为T1=450K时,活塞A、B的平衡位置如图所示。已知活塞A、B的质量分别为mA=2.0kg,mB=1.0kg.横截面积分别为SA=20cm2、SB=10cm2,活塞厚度不计,大气压强为p0=1.0×105Pa,重力加速度大小为g=10m/s2。求:
①缸内温度缓慢升高到500K时气体的体积;
②缸内温度缓慢升高到900K时气体的压强。
【答案】① ②
【解析】①缓慢升温则活塞向上移动,此过程为等压过程,
初始状态体积,温度
当A活塞刚接触气缸顶部时体积,温度为T
由盖-吕萨克定律,解得
因此,解得
②活塞A、B在图示位置时,设气缸内气体的压强为,以活塞A、B为研究对象: 。
由查理定律,解得
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