Question

【題目】如圖所示，足夠長的圓柱形氣缸豎直放置，其橫截面積為1×10－3 m2，氣缸內(nèi)有質(zhì)量m＝2 kg的活塞，活塞與氣缸壁封閉良好，不計(jì)摩擦．開始時(shí)活塞被銷子K銷于如圖位置，離缸底12 cm，此時(shí)氣缸內(nèi)被封閉氣體的壓強(qiáng)1.5×105 Pa，溫度為300 K．外界大氣壓為1.0×105 Pa，g＝10 m/s2.

(1)現(xiàn)對密閉氣體加熱，當(dāng)溫度升到400 K時(shí)，其壓強(qiáng)為多大？

(2)若在此時(shí)拔去銷子K，活塞開始向上運(yùn)動，當(dāng)它最后靜止在某一位置時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的溫度為360 K，則這時(shí)活塞離缸底的距離為多少？

Answer 1

【答案】① ②

【解析】試題分析：由于銷子的作用，氣體的體積不會變化，確定氣體的兩個(gè)狀態(tài)，分析其狀態(tài)參量，利用等容變化可解得結(jié)果；拔去銷子K后，活塞會向上移動直至內(nèi)外壓強(qiáng)一致，確定此時(shí)的狀態(tài)參量，結(jié)合第一個(gè)狀態(tài)，利用氣體的狀態(tài)方程可解的活塞距離缸底的距離。

①根據(jù)查理定律，得

解得：

②活塞靜止時(shí)，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)

根據(jù)查理定律，得

解得：