如图,气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成.活塞A、B被轻刚性细杆连接在一起,可无摩擦移动.A、B的质量分别为mA=12kg,mB=8.0kg,横截面积分别为SA

如图,气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成.活塞A、B被轻刚性细杆连接在一起,可无摩擦移动.A、B的质量分别为mA=12kg,mB=8.0kg,横截面积分别为SA

题型:不详难度:来源:
如图,气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成.活塞A、B被轻刚性细杆连接在一起,可无摩擦移动.A、B的质量分别为mA=12kg,mB=8.0kg,横截面积分别为SA=4.0×10-2m2,SB=2.0×10-2m2.一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间.活塞外侧大气压强P0=1.0×105Pa.
(1)气缸水平放置达到如图1所示的平衡状态,求气体的压强.
(2)现将气缸竖直放置,达到平衡后如图2所示.求此时气体的压强.取重力加速度g=10m/s2
答案
(1)气缸处于图1位置时,设气缸内气体压强为P1,对于活塞和杆进行受力分析,在水平方向上据力的平衡条件有:p0SA+p1SB=p1SA+p0SB
解得:p1=p0=1.0×105Pa
(2)气缸处于图2位置时,设气缸内气体压强为P2,对于活塞和杆,据力的平衡条件有:
P0SA+(mA+mB)g+P2SB=P2SA+P0SB
解得:P2=
P0
+
(mA+mB)g
SA-SB
=1.1×105Pa

答:(1)气缸水平放置达到如图1所示的平衡状态,气体的压强为1.0×105Pa.
(2)现将气缸竖直放置,达到平衡后如图2所示.此时气体的压强1.1×105Pa.
举一反三
两端封闭的等臂U形管中,两边的空气柱a和b被水银柱隔开,当U形管竖直放置时,两空气柱的长度差为h,如图所示.现将这个管平放,使两臂位于同一水平面上,稳定后两空气柱的长度差为L,若温度不变,则(  )
A.L>hB.L=hC.L=0D.L<h,L≠0

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一定质量的气体,处于某一初始状态,现在要使它的温度经过状态变化到初始状态的温度,用下列哪些过程可能实现(  )
A.先保持压强不变使其体积膨胀,接着使体积不变减小压强
B.先使压强不变而让体积减小,接着保持体积不变减小压强
C.先使体积不变增大压强,接着保持压强不变使其体积膨胀
D.先使体积不变减小压强,接着保持压强不变使其体积膨胀
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对一定质量的理想气体,下列说法正确的是(  )
A.体积不变,压强增大时,气体分子的平均动能一定增大
B.温度不变,压强减小时,气体的密度一定减小
C.压强不变,温度降低时,气体的密度一定减小
D.温度升高,压强和体积都可能不变
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一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程ba、bc、cd和da这四段过程在p-T图上都是直线段,其中ab的延长线通过坐标原点,bc垂直于ab,而cd平行于ab,由图可以判断(  )
A.ab过程中气体体积不断减小
B.bc过程中气体体积不断减小
C.cd过程中气体体积不断增大
D.da过程中气体体积不断增大

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如图所示,一定质量的理想气体,由状态A沿直线AB变化到B,在此过程中.气体分子的平均速率的变化情况是(  )
A.不断增大B.不断减小
C.先减小后增大D.先增大后减小

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