题目内容
【题目】如图所示,圆柱形汽缸倒置在水平粗糙地面上,汽缸内被活塞封闭有一定质量的空气。汽缸质量为M=10kg,缸壁厚度不计,活塞质量m=5.0kg,其圆面积S=50cm2,与缸壁摩擦不计。在缸内气体温度为27℃时,活塞刚好与地面接触并对地面恰好无压力。已知大气压强p0=1×105Pa,g取10m/s2。
(1)求此时封闭气体的压强;
(2)现设法使缸内气体温度升高,问当缸内气体温度升高到多少摄氏度时,汽缸对地面恰好无压力?
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【答案】(1)0.9×105Pa;(2)127℃
【解析】
(1)在缸内气体温度为27℃时,即T1=300K①,活塞刚好与地面接触并对地面恰好无压力。有
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解得
②
(2)当温度升为T2时气缸对地面无压力,对气缸
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解得
③
对缸内气体:等容变化,由查理定律得
④
①②③④联立求解得
T2=400K
即
t2=127℃
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