题目内容
【题目】如图所示,汽缸开口向上固定在水平面上,其横截面积为S,内壁光滑,A、B为距离汽缸底部h2处的等高限位装置,限位装置上装有压力传感器,可探测活塞对限位装置的压力大小。活塞质量为m,在汽缸内封闭了一段高为h1、温度为T1的理想气体。对汽缸内气体缓缓降温,已知重力加速度为g,大气压强为p0,变化过程中活塞始终保持水平状态。求:
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(1)当活塞刚好与限位装置接触(无弹力)时,汽缸内气体的温度T2;
(2)当A、B处压力传感器的示数之和为2mg时,汽缸内气体的温度T3。
【答案】(1)
(2)![]()
【解析】
(1)当活塞刚好与限位装置接触时,限位装置对活塞的压力为零,降温过程中气体压强不变,根据理想气体状态方程有:![]()
解得:
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(2)初始状态时,对活塞受力分析可知:![]()
当压力传感器的示数为2mg时,对活塞受力分析可知:![]()
根据理想气体状态方程有:![]()
解得:
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