题目内容
【题目】如图所示,开口向上的汽缸C静置于水平桌面上,用一横截面积
的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体,一轻绳一端系在活塞上,另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数
的竖直轻弹簧
下端系有一质量
的物块
开始时,缸内气体的温度
,活塞到缸底的距离
,弹簧恰好处于原长状态已知外界大气压强恒为
Pa,取重力加速度
,不计一切摩擦现使缸内气体缓慢冷却,求:
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(1)当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度;
(2)气体的冷却到
时B离桌面的高度
结果保留两位有效数字)
【答案】
;
15cm
【解析】(ⅰ)B刚要离开桌面时弹簧拉力为kx1=mg
由活塞受力平衡得p2S=p0S-kx1
根据理想气体状态方程有
代入数据解得T2=207 K
当B刚要离开桌面时缸内气体的温度t2=-66 ℃;
由(ⅰ)得x1=5 cm
当温度降至-66 ℃之后,若继续降温,则缸内气体的压强不变,根据盖-吕萨克定律有
代入数据解得H=15 cm。
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