Question

【題目】如圖所示，氣缸放置在水平平臺上，活塞質量為10kg，橫截面積為50cm2，厚度為1cm，氣缸全長為21cm，大氣壓強為1×105Pa，當溫度為7℃時，活塞封閉的氣柱長10cm，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10m/s2，不計活塞與氣缸之間的摩擦，計算結果保留三位有效數字）

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，發現活塞剛好接觸平臺，求此時氣體的溫度.

Answer 1

【答案】(1) (2)t＝100℃

【解析】

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℃不變，根據玻意耳定律有：pSl0＝p′Sl′

聯立解得：l′l0＝15cm

①溫度由7℃升高到27℃的過程中，封閉氣體壓強不變

解得l″≈16.1 cm

②活塞剛好接觸平臺時，氣體的溫度為T，則由蓋﹣呂薩克定律知

即：

解得：T≈373 K，故t＝100℃