题目内容

10.如图所示是A、B两个相同的圆柱形气缸,放置在同-水平面内,气缸壁及活塞导热良好,气缸内均封闭有一定质量的气体.当二者均在温度为27℃的环境中,两活塞静止不动时的高度差为h.则当二者均处于温度为127℃的环境中,两活塞静止不动时的高度差为多少?(设活塞与气缸壁之间摩擦不计,活塞质量不计,27℃和127℃两个环境下的压强相同)

分析 分别写出两种状态下温度和体积的值,应用等压变化下理想气体状态方程列式,联立即可求解

解答 解:设气缸横截面积为S,27℃时AB中气体温度为T=300K,体积分别为V1和V2;127℃时温度为T0=400K,活塞高度差为h0,AB中气体体积分别为V3和V4,
对A:$\frac{{V}_{1}}{T}=\frac{{V}_{3}}{{T}_{0}}$
对B:$\frac{{V}_{2}}{T}=\frac{{V}_{4}}{{T}_{0}}$
由题意:V1=V2+hS
V3=V4+h0S
联立解得:h0=$\frac{4h}{3}$
答:两活塞静止不动时的高度差为$\frac{4h}{3}$

点评 应用理想气体状态方程时要注意温度用热力学温度,根据题意列出体积的关系是关键

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