题目内容
【题目】如图所示,两等高气缸A、B内壁光滑,且气缸A的直径为气缸B的2倍,下部由体积可忽略的细管连通;A上端与大气连通,B上端封闭;两气缸除B顶部导热外,其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞b把封闭着的理想气体分成两部分;当大气压为P0,外界和气缸内气体温度均为27℃且平衡时,活塞a、b离气缸顶部的距离均为气缸高度的1/4.
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①现通过电热丝对a、b下方的气体缓慢加热,当活塞a恰升至顶部时,求活塞a、b间气体的温度;
②继续缓慢加热,使活塞b上升,当活塞b上升的距离是气缸高度的1/16时,求活塞b上方的气体压强。
【答案】(1)T2=380K (2) ![]()
【解析】(1)活塞a升至顶部的过程中,活塞b不动,活塞a、b下方的气体经历等压过程.设气缸A的容积为V0,初态体积为V1,温度为T1=300K,末态体积为V2,温度为T2,按题意,气缸B的容积为
V0,则得:
…①
…②
根据盖吕萨克定律得:
,…③
由①②③式和题给数据得:T2=380K;…④
(2)活塞a升至顶部后,由于继续缓慢加热,活塞b开始向上移动,直至活塞上升的距离是气缸高度的
时,活塞b上方的气体经历等温过程,设气体初态体积为V1′,压强为P1′,末态体积为V2′,压强为P2′,由题给数据有:
V1′=
V0,P1′=p0,V2′=
V0…⑤
由玻意耳定律得:P1′V1′=P2′V2′…⑥
由⑤⑥式得:P2′=
p0…⑦
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