如图所示,透热的气缸内封有一定质量的理想气体,缸体质量M=200kg,活塞质量m=10kg,活塞面积S=100cm2。活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时,缸内气体
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如图所示,透热的气缸内封有一定质量的理想气体,缸体质量M=200kg,活塞质量m=10kg,活塞面积S=100cm2。活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时,缸内气体
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,透热的气缸内封有一定质量的理想气体,缸体质量M=200kg,活塞质量m=10kg,活塞面积S=100cm
2
。活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时,缸内气体的温度为27°C,活塞位于气缸正中,整个装置都静止。已知大气压恒为p
0
=1.0×10
5
P
a
,重力加速度为g=10m/s
2
。求:
(a)缸内气体的压强p
1
;
(b)缸内气体的温度升高到多少°C时,活塞恰好会静止在气缸缸口AB处?
答案
327℃
解析
试题分析:(a)以气缸为对象(不包括活塞)列气缸受力平衡方程:
(3分)
解之得:
(1分)
(b)当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时,缸内气体温度为
,压强为
此时仍有
,即缸内气体为等压变化。
对这一过程研究缸内气体,由状态方程得:
(3分)
所以
(1分)
故
℃=327℃ (1分)
举一反三
(10分)在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的空气,
一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接,重物和活塞均处于平衡状态, 这时活塞离缸底的高度为10 cm,如果缸内空气变为 0℃,问:
① 重物是上升还是下降?
② 这时重物将从原处移动多少厘米?(设活塞与气缸壁间无摩擦)
题型:不详
难度:
|
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【选修3-3】一活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,初始时气体体积为
.用 DIS 实验系统测得此时气体的温度和压强分别为 300K 和
.推动活塞压缩气体,稳定后测得气体的温度和压强分别为320K和
.求此时气体的体积;
题型:不详
难度:
|
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(9分)如图所示,上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,截面积为40cm
2
的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内.在汽缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置,使活塞只能向上滑动.开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强为
(
=1.0×10
5
Pa为大气压强),温度为300K.现缓慢加热汽缸内气体,当温度为330K,活塞恰好离开a、b;当温度为
360K时,活塞上升了4cm.
.求:
①活塞的质量;
②物体A的体积.
题型:不详
难度:
|
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(9分)如图所示, 一密闭的截面积为S的圆筒形汽缸,高为H,中间有一薄活塞, 用一劲度系数为k的轻弹簧吊着,活塞重为G,与汽缸紧密接触不导热,若Ⅰ、Ⅱ气体是同种气体,且质量、温度、压强都相同时,活塞恰好位于汽缸的正中央,设活塞与汽缸壁间的摩擦可不计,汽缸内初始压强为
=1.0×10
5
Pa,温度为
, 求:
①弹簧原长.
②如果将汽缸倒置, 保持汽缸Ⅱ部分的温度不变,使汽缸Ⅰ部分升温,使得活塞在汽缸内的位置不变,则汽缸Ⅰ部分气体的温度升高多少?
题型:不详
难度:
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(10分)如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸竖直放置,在距气缸底部l=36cm处有一与气缸固定连接的卡环,活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体.当气体的温度T0=300K、大气压强
时,活塞与气缸底部之间的距离 l0=30cm,不计活塞的质量和厚度.现对气缸加热,使活塞缓慢上升,求:
①活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T1;
②封闭气体温度升高到T2=540K时的压强p2。
题型:不详
难度:
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