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如图所示,一直立气缸由两个横截面积不同的圆筒连接而成,活塞A、B间封闭有一定质量的理想气体,A的上方和B的下方分别与大气相通.两活塞用长为L=30cm的不可伸长的细线相连,可在缸内
题目详情
如图所示,一直立气缸由两个横截面积不同的圆筒连接而成,活塞A、B间封闭有一定质量的理想气体,A的上方和B的下方分别与大气相通.两活塞用长为L=30cm的不可伸长的细线相连,可在缸内无摩擦地上下滑动.当缸内封闭气体的温度为T1=300K时,活塞A、B的平衡位置如图所示.已知活塞A、B的质量均为m=1.0kg,横截面积分别为SA=20cm2、SB=10cm2,大气压强为P0=1.0×105Pa,重力加速度为g=10m/s2.
(1)活塞A、B在图示位置时,求缸内封闭气体的压强;
(2)现对缸内封闭气体缓慢加热,为使气缸不漏气,求缸内封闭气体的最高温度.
(1)活塞A、B在图示位置时,求缸内封闭气体的压强;
(2)现对缸内封闭气体缓慢加热,为使气缸不漏气,求缸内封闭气体的最高温度.
▼优质解答
答案和解析
(1)活塞A、B均静止,都处于平衡状态,由平衡条件得:
对活塞A:P0SA+mAg=P1SA+FN
对活塞B:P0SB=P1SB+mBg+FN
代入数据解得:P1=1.2×105Pa;
( 2)活塞B刚好移动到两圆筒的连接处时,设气缸内气体的温度为T2,由(1)可知此过程气体做等压变化,由盖--呂萨克定律:
=
,
带入数据解得:T2=400K;
答:(1)缸内封闭气体的压强为1.2×105Pa;
(2)缸内封闭气体的最高温度为400K.
对活塞A:P0SA+mAg=P1SA+FN
对活塞B:P0SB=P1SB+mBg+FN
代入数据解得:P1=1.2×105Pa;
( 2)活塞B刚好移动到两圆筒的连接处时,设气缸内气体的温度为T2,由(1)可知此过程气体做等压变化,由盖--呂萨克定律:
0.5L(SA+SB) |
T1 |
LSA |
T2 |
带入数据解得:T2=400K;
答:(1)缸内封闭气体的压强为1.2×105Pa;
(2)缸内封闭气体的最高温度为400K.
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