(2005•虹口区二模)如图甲所示,一气缸竖直倒放,气缸内有一质量不可忽略的活塞,将一定质量的理想气体封闭在气缸内,活塞

(2005•虹口区二模)如图甲所示,一气缸竖直倒放,气缸内有一质量不可忽略的活塞,将一定质量的理想气体封闭在气缸内,活塞与气缸壁无摩擦,在27℃时气体处于平衡状态.已知活塞重为10N,活塞的面积S=100cm2,大气压强P0=1×105Pa.现让气缸壁与水平面成60°,并保持气体体积不变,在达到平衡时:
(1)此时气体的压强为多大?
(2)此时气体的温度变化了几度?
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36261606 幼苗

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解题思路:(1)以活塞为研究对象,根据平衡条件分别求出状态变化前后封闭气体的压强.
(2)气体体积不变,发生等容变化,根据查理定律列式,求解后来气体的温度,即可得到温度的变化量.

(1)甲图:对活塞,由平衡条件得
P1S+mg=P0S,
得P1=P0-[mg/S]=1×105Pa-[10
100×10−4Pa=99×103Pa
乙图:对活塞,由平衡条件得
P2S+mgsin60°=P0S,
得P2=P0-
mg/S]sin60°=1×105Pa-
10×

3
2
100×10−4Pa=99.13×103 Pa=9.913×104 Pa

(2)初态:T1=(273+27)K=300K,
根据查理定律得

P1
T1=
P2
T2
则得 T2=
P2
P1T1
代入解得,T2=300.39K
所以气体的温度升高了0.39度.
答:
(1)此时气体的压强为9.913×104 Pa.
(2)此时气体的温度升高了0.39度.

点评:
本题考点: 封闭气体压强;理想气体的状态方程.

考点点评: 本题的解题关键是求封闭气体的压强,往往以与气体接触的活塞或水银柱为研究对象,根据平衡条件或牛顿第二定律求封闭气体的压强.

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