Question

【題目】如圖所示，氣缸放置在水平平臺上，活塞質量為10 kg，橫截面積為50 cm2，厚度為1 cm，氣缸全長為21 cm，大氣壓強為1×105Pa，當溫度為7 ℃時，活塞封閉的氣柱長10 cm，若將氣缸倒過來放置時，活塞下方的空氣能通過平臺上的缺口與大氣相通．(g取10 m/s2，不計活塞與氣缸之間的摩擦，計算結果保留三位有效數(shù)字)

①將氣缸倒過來放置，若溫度上升到27 ℃，求此時氣柱的長度．

②汽缸倒過來放置后，若逐漸升高溫度，發(fā)現(xiàn)活塞剛好接觸平臺，求此時氣體的溫度．

Answer 1

【答案】①16.1 cm；②100 °C

【解析】試題分析：以活塞為研究對象，汽缸未倒過來時，有p0S＋mg＝pS

汽缸倒過來后，有p′S＋mg＝p0S 溫度為7 °C不變，有pSl0＝p′Sl′

聯(lián)立解得l′＝l0＝15 cm

①溫度由7 °C升高到27 °C的過程中，封閉氣體壓強不變

由蓋—呂薩克定律知

解得：l″≈16.1 cm

②活塞剛好接觸平臺時，氣體的溫度為T ，則

解得T≈373 K 故t＝100 °C