题目内容

如图,水平放置的汽缸内壁光滑,活塞密闭了一定质量的气体,开始时活塞固定在B处,气体压强为pB,体积为VB,气体温度为300K;松开后活塞缓慢移动到A处,此时气体为pA=p0,体积VA=1.1VB,气体温度300K;现将活塞固定在A处,缓慢加热缸内气体,直到缸内气体的温度为330K.若活塞面积S=50cm2,大气压强P0=1.0×105Pa.求
(1)活塞最初在B处时缸内气体的压强PB
(2)最后固定活塞的装置给活塞水平的作用力.
分析:(1)活塞从B到A过程,对封闭气体运用玻意耳定律列式求解;
(2)等容过程,根据查理定律列式求解气压,在对活塞受力分析求解装置给活塞水平的作用力.
解答:解:(1)等温过程 由玻意耳定律,得到 pAVA=pBVB
解得 PB=
PAVA
VB
=
105×1.1VB
VB
=1.1×105Pa
(2)等容过程,根据查理定律,有:
PA
TA
=
PA
TA

解得:PA′=
TA
TA
PA=
300
330
×105
=0.91×105Pa
对活塞受力分析可得,固定活塞的装置给活塞水平的作用力水平向左,为:
F=△P?S=(P0-PA′)S=(105-0.91×105)×(50×10-4)N=45N;
答:(1)活塞最初在B处时缸内气体的压强PB为1.1×105Pa;
(2)最后固定活塞的装置给活塞水平的作用力为45N,向外.
点评:本题关键根据查理定律和玻意耳定律列式求解,记住公式即可.
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