题目内容

【题目】底面积,S=40 cm2、高L0=15 cm的圆柱形汽缸开口向上固定在水平地面上,开口处两侧有挡板,如图所示。缸内有一可自由移动的质量为m=2kg的活塞封闭了一定质量的理想气体,不可伸长的细线一端固定在活塞上,另一端跨过两个光滑定滑轮拉着质量为M=10kg的物体A。开始时,气体温度tl:27℃,活塞到缸底的距离L1=l0cm,物体A的底部离地面高h1=4cm,对汽缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升。已知大气压强P0=1.0105 Pa, g=10m·s-2。求:

(1)物体A刚着地时气体的温度;

(2)活塞刚到达汽缸顶部时气体的温度。

【答案】 ;

【解析】

(1)初始活塞受力平衡:P0S+mg=P1S+T,T=Mg
被封闭气体压强

初状态:V1=l1S,T1=300K
A触地时:P1=P2,V2=(l1+h1)S
等压变化,
代入数据,得T2=420K,即t2=147℃
(2)活塞恰好到顶部时,P3=P0+=1.05×105Pa
V3=l0S
根据理想气体状态方程,
代入数据,得T3=590.6K,即t2=317.6℃

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