题目内容

【题目】如图所示,圆柱形的气缸上部有小挡板,可以阻止活塞滑离气缸,气缸内部的高度为d ,质量不计的薄活塞将一定质量的气体封闭在气缸内。开始时活塞离底部高度为2d/3 ,温度为t1=27 ,外界大气压强为P0=1atm ,现对气体缓缓加热,求:

①当气体温度升高到t2=127时,活塞升高了多少?

②当气体温度升高到t3=357时,缸内气体的压强。

【答案】2d/9②14 atm

【解析】

试题分析:①设活塞面积为Sh为升高的高度

由题意得V1=2Sd/3 T1=273+27K=300 K V2=S2d/3+h T2=127+273K=400 K

由盖·吕萨克定律V1/T1=V2/T2

解得 h=2d/9

②由题意得V1=2Sd/3 T1=273+27K=300 K

设活塞刚好到达顶部时气体温度为T3此时有V3=Sd

由盖·吕萨克定律V1/T1=V3/T3

解得 T3=450 K

当气体温度高于T3后,缸内气体做等容变化

当温度升到T4=357+273K=630 K,

设此时气体的压强为p由查理定律p0/T3=p/T4

解得 p=14 atm

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