Question

【題目】橫截面積分別為SA=2.0×10﹣3m2、SB=1.0×10﹣3m2的汽缸A、B豎直放置，底部用細管連通，用質量分別為mA=4.0kg、mB=2.0kg的活塞封閉一定質量的氣體，氣缸A中有定位卡環．當氣體溫度為27℃時，活塞A恰與定位卡環接觸，此時封閉氣體的體積為V0=300mL，外界大氣壓強為P0=1.0×105Pa（g=10m/s2）．求：

（1）當將氣體溫度緩慢升高到57℃時，封閉氣體的體積；

（2）保持氣體的溫度57℃不變，用力緩慢壓活塞B，使氣體體積恢復到V0，此時封閉氣體的壓強多大？此時活塞A與定位卡環間的彈力多大？

Answer 1

【答案】（1）封閉氣體的體積是330mL；

（2）封閉氣體壓強是1.32×105Pa．此時活塞A與定位卡環間的彈力為24N

【解析】

試題分析：（1）氣體溫度升高時，壓強不變，

V1=V0=300mL，T1=273+27=300K，T2=273+57=330K，

由蓋呂薩克定律可得：=，

即：=，解得V2=330mL；

（2）V2=330mL，P2=P0+=1.2×105Pa，V3=V0=300mL，

由玻意耳定律可得：P2V2=P3V3，即1.2×105×330=P3×300，

解得：P3=1.32×105Pa；

對活塞A，由平衡條件得：p0SA+mAg+N=p3SA，

代入數據解得：N=24N；