题目内容
【题目】如图所示,导热的圆柱形汽缸固定在水平桌面上,横截面积为S、质量为m1的活塞封闭着一定质量的气体(可视为理想气体),活塞与汽缸间无摩擦且不漏气.总质量为m2的砝码盘(含砝码)通过左侧竖直的细绳与活塞相连.当环境温度为T时,活塞离缸底的高度为h.现环境温度度发生变化,当活塞再次平衡时活塞离缸底的高度为,求:
(ⅰ)现环境温度变为多少?
(ⅱ)保持(ⅰ)中的环境温度不变,在砝码盘中添加质量为Δm的砝码时,活塞返回到高度为h处,求大气压强。
【答案】(1)(2)
【解析】试题分析:(1)由题可知,初始时温度为T1=T,体积为V1=hS
变化后温度为T2,体积为
根据盖-吕萨克定律有: ,
解得:
(2)设大气压强为P0,初始时体积
活塞受力平衡m1g+P0S-P2S-m2g=0
初始时压强
变化后体积V3=hS
末态活塞受力平衡m1g+P0SP3S(m2+△m)g=0
解得:
根据玻意耳定律有:P2V2=P3V3
解得:
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