Question

【題目】（10分）如圖所示，靜止的氣缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體，水平輕桿一端固定在墻壁上，另一端與氣缸內(nèi)的活塞相連。已知大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa，氣缸的質(zhì)量為50kg，活塞質(zhì)量不計(jì)，其橫截面積為0.01m2，氣缸與地面間的最大靜摩擦力為氣缸重力的0.4倍，活塞與氣缸之間的摩擦可忽略。開(kāi)始時(shí)被封閉氣體壓強(qiáng)為1.0×105Pa、溫度為27℃，試求：

（1）緩慢升高氣體溫度，氣缸恰好開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)時(shí)氣體的壓強(qiáng)P和溫度t；

（2）某同學(xué)認(rèn)為封閉氣體的溫度只有在27C到（1）問(wèn)中t之間，才能保證氣缸靜止不動(dòng)，你是否同意他的觀(guān)點(diǎn)？若同意，請(qǐng)說(shuō)明理由；若不同意，計(jì)算出正確的結(jié)果。

Answer 1

【答案】（1）；87℃（2）溫度在87℃到－33℃之間氣缸靜止不動(dòng)

【解析】

試題分析：（1）氣缸開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸與地面間的摩擦力為最大靜摩擦力，

氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為

氣體發(fā)生了等容變化

代入數(shù)據(jù)得，T＝360K，

即t＝T－273＝87℃

（2）不同意。

當(dāng)氣缸恰好向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，溫度有最低值，

氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為:

等容變化 ，得T′＝240K，即t′＝T′－273＝－33℃

溫度在87℃到－33℃之間氣缸靜止不動(dòng)。