如图（a）所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S=2×10 -3 m 2 、质量为m=4kg厚度不计
| 如图（a）所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S=2×10 -3 m 2 、质量为m=4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强 P 0 =1.0×1 0 5 Pa．现将气缸竖直放置，如图（b）所示，取g=10m/s 2 ．求： （1）活塞与气缸底部之间的距离； （2）加热到675K时封闭气体的压强．  |
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由题意是
（1）气缸水平放置时，封闭气体的压强： p 1 = p 0 =1×1 0 5 (pa) ，温度：T 1 =300K，体积：V 1 =24cm×S
当气缸竖直放置时，封闭气体的压强： p 2 = p 0 +
mg
s =1.2×1 0 5 pa ，温度T 2 =T 1 =300K，体积：V 2 =HS．
根据理想气体状态方程有：
P 1 V 1
T 1 =
P 2 V 2
T 2
代入数据可得H=20cm
（2）假设活塞能到达卡环，由题意有：
T 3 =675KV 3 =36cm×S根据理想气体状态方程有：
P 1 V 1
T 1 =
P 3 V 3
T 3
代入数据可得： p 3 =1.5×1 0 5 pa ，故假设成立，活塞能达到卡环，气体压强为 p 3 =1.5×1 0 5 pa
答：（1）活塞与气缸底部之间的距离为20cm；
（2）加热到675K时封闭气体的压强1.5×10 5 pa．
（1）气缸水平放置时，封闭气体的压强： p 1 = p 0 =1×1 0 5 (pa) ，温度：T 1 =300K，体积：V 1 =24cm×S
当气缸竖直放置时，封闭气体的压强： p 2 = p 0 +
mg
s =1.2×1 0 5 pa ，温度T 2 =T 1 =300K，体积：V 2 =HS．
根据理想气体状态方程有：
P 1 V 1
T 1 =
P 2 V 2
T 2
代入数据可得H=20cm
（2）假设活塞能到达卡环，由题意有：
T 3 =675KV 3 =36cm×S根据理想气体状态方程有：
P 1 V 1
T 1 =
P 3 V 3
T 3
代入数据可得： p 3 =1.5×1 0 5 pa ，故假设成立，活塞能达到卡环，气体压强为 p 3 =1.5×1 0 5 pa
答：（1）活塞与气缸底部之间的距离为20cm；
（2）加热到675K时封闭气体的压强1.5×10 5 pa．
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