题目内容
【题目】如图所示,一个足够长、两端开口且导热良好的圆筒固定竖立在宽旷的液面上。现有一质量为m的活塞封闭了一定量的理想气体。开始时,环境温度为T0,大气压强为p0,筒内气压p1=1.2p0,筒内封闭气体的高度为ho。现环境温度缓慢上升至T1,活塞与圆筒的摩擦忽略不计,设重力加速度为g。
①求活塞上升的距离;
②若T1=1.5T0且以后保持不变,在活塞上加一铁块,使活塞恰好回到原来的位置,此时筒内液面下降了h0,求铁块的质量M。
【答案】①②1.2m
【解析】①设活塞面积为S,升温后活塞与筒内液面的高度差为h1,由盖吕萨克定律得: 上升的距离
由两式可得:
②保持温度T1=1.5T0不变,则 ;
增加铁块稳定后,活塞与筒内液面新高度差h2=h0,
由玻意尔定律有:p1h1S= p2h2S,解得
在加铁块前,对活塞受力分析有p1S=mg+ p0S= 1.2p0S,即有mg= 0.2p0S
加铁块后活塞重新平衡,有p2S=mg+Mg+ p0S
综合以上各式有M=1.2m
练习册系列答案
相关题目