题目内容

【题目】为了更方便监控高温锅炉外壁的温度变化,在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的汽缸,汽缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。汽缸开口向上,用质量为m1 kg的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞横截面积为S1 cm2。当汽缸内温度为300 K时,活塞与汽缸底间距为L,活塞上部距活塞L处有一用轻质绳悬挂的重物M。当绳上拉力为零时,警报器报警。已知室外空气压强p01.0×105 Pa,活塞与器壁之间摩擦可忽略。求:

1)当活塞刚刚碰到重物时,锅炉外壁温度为多少?

2)若锅炉外壁的安全温度为900K,那么重物的质量应是多少?

【答案】(ⅰ) 600 K (ⅱ) 1kg

【解析】

1)活塞上升过程为等压变化,根据盖吕萨克定律列式可求解当活塞刚刚碰到重物时,锅炉外壁温度;(2)活塞碰到重物后到绳的拉力为零是等容过程,对活塞受力分析,结合查理定律列式求解重物的质量.

()活塞上升过程为等压变化,则

V1LS

V22LS

T2600 K

()活塞碰到重物后到绳的拉力为零是等容过程,设重物质量为M,则

p2Sp0Smg

p3Sp0S(mM)g

可得M1kg

练习册系列答案
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