题目内容
【题目】如图甲所示,装有理想气体的竖直气缸A、B完全相同,将A、B中气体分隔开的薄活塞C的质量为m、横截面积为S,此时C恰好没有与A底部接触(图甲中所示位置)。现将A、B同时沿顺时针方向缓慢转动180°至图乙位置,转动后重新平衡时C在A中向下移动的距离为A竖直方向长度的
。重力加速度大小为g,整个装置均由导热性能良好的材料制成,C可在A内无摩擦地滑动,不计活塞的厚度以及连接两汽缸的细管容积,转动过程中A、B中气体的温度不变。
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(ⅰ)求转动前A中气体的压强pA;
(ⅱ)请通过计算判断能否通过改变转动后环境的温度,使得再次平衡时C恰好没有与A底部(即转动前的位置)接触。
【答案】(ⅰ)
。(ⅱ)不能。
【解析】
(ⅰ)设A的容积为V,转动后重新平衡时B中气体的压强为
,根据玻意耳定律,对A、B中的气体分别有:
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解得:
。
(ⅱ)设温度改变前外界的热力学温度为
,C再次恰好没有与A底部接触时外界的热力学温度为T,B中气体的压强为
,根据查理定律,对A、B中的气体分别有:
,![]()
解得:
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,说明不能通过改变转动后环境的温度,使得再次平衡时C恰好没有与A底部接触。
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