题目内容
（2006?上海模拟）一圆柱形气缸，质量M为10kg，总长度L为40cm，内有一厚度不计的活塞，质量m为5kg，截面积S为50cm2，活塞与气缸壁间摩擦不计，但不漏气，当外界大气压强p0为1×105 Pa，温度t0为7°C时，如果用绳子系住气缸将气缸悬挂起来，如图所示，气缸内气体柱的高L1为35cm，（g取10m/s2）若在活塞下再挂质量m0为2kg的重物，求：当温度升高到多少摄氏度时，活塞与气缸将分离．分析：以气缸为研究对象，受力分析，利用平衡即可求出此时封闭气体的压强；由理想气体状态方程可以求出气体的温度．
解答：解：以气缸为研究对象，受力分析，受到重力、外界大气压力，气缸内气体的压力．
根据平衡条件得，封闭气体压强p1=p0-
=9×104Pa，
p2=p0-
=8.6×104Pa，
由理想气体的状态方程得：
=
，即：
=
，
解得：t=32.8℃；
答：当温度升高到32.8摄氏度时，活塞与气缸将分离．
根据平衡条件得，封闭气体压强p1=p0-
| mg |
| S |
p2=p0-
| mg+m0g |
| S |
由理想气体的状态方程得：
| p1V1 |
| T1 |
| p2V2 |
| T2 |
| 9×104×35S |
| 273+7 |
| 8.6×104×40S |
| 273+t |
解得：t=32.8℃；
答：当温度升高到32.8摄氏度时，活塞与气缸将分离．
点评：能够把力学中的受力分析和平衡知识运用到理想气体变化的问题中．
根据题目找出气体的变化的物理量和不变的物理量．
根据题目找出气体的变化的物理量和不变的物理量．
练习册系列答案
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