Question

【題目】如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體被光滑的活塞封閉在導(dǎo)熱良好的氣缸內(nèi)．活塞質(zhì)量為m＝20kg，橫截面積為S＝0．01m2．氣缸與水平面成＝30°角靠在墻上，活塞靜止時(shí)，活塞下表面與氣缸底部的距離L＝48cm，此時(shí)氣體的溫度為27℃．已知外界大氣壓強(qiáng)p0＝1．0X105Pa，并始終保持不變，重力加速度g＝10m／s2．求：

(1)若將氣缸緩慢地沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)到豎直位置，此時(shí)活塞下表面與氣缸底部的距離；

(2)若將缸內(nèi)氣體的溫度升高，為使活塞仍處于第（1）問(wèn)的位置不變，可在活塞上表面均勻添放鐵沙，當(dāng)缸內(nèi)溫度為47℃時(shí)，添加在活塞上表面的鐵沙質(zhì)量是多少？

Answer 1

【答案】①44cm ②8kg

【解析】

①設(shè)豎直位置時(shí)活塞到氣缸底部的距離為，對(duì)封閉氣體，由等溫過(guò)程有：

…①

對(duì)活塞有，初態(tài)：…②

末態(tài)：…③

得：…④

②對(duì)氣體在升溫過(guò)程滿(mǎn)足等容過(guò)程：…⑤

，…⑥

設(shè)鐵沙質(zhì)量為M，有：…⑦得：