Question

【題目】如圖所示，透熱的氣缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體，缸體質(zhì)量M=200kg，活塞質(zhì)量m=10kg，活塞面積S=100cm2，活塞與氣缸壁無摩擦且不漏氣，此時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度為27℃，活塞剛好位于氣缸正中間，整個(gè)裝置都靜止，已知大氣壓恒為p0=1．0×105 Pa，重力加速度為g=10m/s2， 求：

①缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p1；

②缸內(nèi)氣體的溫度升高到多少攝氏度時(shí)，活塞恰好會靜止在氣缸缸口AB處？

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】試題分析：①以氣缸為對象（不包括活塞）對氣缸列受力平衡方程：

帶入數(shù)據(jù)解得：

②當(dāng)活塞恰好靜止在氣缸缸口AB處時(shí)，缸內(nèi)氣體溫度為，壓強(qiáng)為，

此時(shí)仍有： 即，由此可知缸內(nèi)氣體為等壓變化。

對這一過程研究缸內(nèi)氣體，由理想氣體狀態(tài)方程得：

帶入數(shù)據(jù)解得 ：

所以