如图所示,地面上有一质量M=10kg的圆形汽缸,缸内横截面积S=0.01m2,汽缸内有用一轻活塞封闭着一定质量的理想气体

如图所示,地面上有一质量M=10kg的圆形汽缸,缸内横截面积S=0.01m2,汽缸内有用一轻活塞封闭着一定质量的理想气体.一上端固定、劲度系数k=1000N/m的轻弹簧下端与活塞相连,弹簧自然长时,活塞离汽缸底部的距离l1=0.5m,气体温度T1=500K.已知大气压强p0=l×105Pa,不计活塞与汽缸壁间的摩擦,取g=10m/s2
①当温度降低到多少时,汽缸对地面恰好没有压力?
②若缓慢降温至270K时,汽缸将离开地面上升多高?
开心无边 1年前 已收到1个回答 举报

molian12 幼苗

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解题思路:根据题意求出气体的状态参量,然后应用理想气体状态方程求出压强与高度.

①对汽缸中封闭的理想气体,初态:p1=Po=l×105Pa,V1=l1S,T1=500K,
设温度为T2时,汽缸对地面恰好没有压力,此时弹簧伸长量:x=[Mg/k]=[10×10/1000]=0.1m,
此时气体体积V2=(l1-x)S,气体压强P2=Po-[Mg/S],
代入数据解得:P2=9×104Pa,
由理想气体状态方程得:
p1V1
T1=
p2V2
T2,
代入数据解得:T2=360K;
②缓慢降温至T3=270 K时,压强P3=P2,体积V3=(l1-x-h)S,
由理想气体状态方程得:
p1V1
T1=
p3V3
T3,
代入数据解得:h=0.1m;
答:①当温度降低到360K时,汽缸对地面恰好没有压力.
②若缓慢降温至270K时,汽缸将离开地面上升0.1m.

点评:
本题考点: 理想气体的状态方程.

考点点评: 本题考查了求气体的温度、气缸上升的高度,根据题意求出气体的状态参量、应用理想气体状态方程即可正确解题.

1年前

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