Question

【題目】如圖所示，靜止的氣缸內封閉了一定質量的氣體，水平輕桿一端固定在墻壁上，另一端與氣缸內的活塞相連，已知大氣壓強為，氣缸的質量為50kg，活塞質量不計，其橫截面積為，氣缸與地面間的最大靜摩擦為為氣缸重力的0.2倍，活塞與氣缸之間的摩擦可忽略，開始時被封閉的氣體壓強為、溫度為，取

①緩慢升高氣體溫度，求氣缸開始向左運動時氣體的壓強和溫度；

②若要保證氣缸靜止不動，求封閉氣體溫度的取值范圍。

Answer 1

【答案】(1) 330k (2)270k

【解析】1）氣缸開始運動時，氣缸與地面間的摩擦力為最大靜摩擦力，

此時有：ps=p0s+f

F=kmg

氣缸內氣體壓強為：p=1.1105pa

氣體電容變化：PO/TO=P/T

帶入數據得：T=330k

2）當氣缸恰好向右運動時，溫度有最低值，

p0s=p,s+kmg

得： p’=0.9105pa

氣體等容變化：PO/TO=P，/T，

得：T，=270k

故溫度在270K到330K之間時，氣缸靜止不動。