Question

【題目】氣缸高為h=1m（氣缸厚度可忽略不計），固定在水平面上，氣缸中有質(zhì)量m=6kg、橫截面積為S=10cm2的光滑活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，已知大氣壓強(qiáng)為p0=1×105Pa，當(dāng)溫度為t=27℃時，氣柱長為：L0=0.4m．現(xiàn)用豎直向上的拉力F緩
慢拉動活塞，求：

①若拉動活塞過程中溫度保持為27℃，活塞到達(dá)缸口時拉力F的大小；
②若活塞到達(dá)缸口時拉力大小為80N，此時缸內(nèi)氣體的溫度．

Answer 1

【答案】解：①初態(tài)靜止時，對活塞受力分析可得：

Pa

活塞剛到缸口時，L2=1 m，由理想氣體方程可得：p1SL0=p2SL2

得p2=0.64×105 Pa

對活塞受力分析，由平衡條件可得： N②溫度升高活塞剛到缸口時，L3=1 m

對活塞受力分析，由平衡條件可得： Pa

由理想氣體方程可得：

T3=375K

答：①若拉動活塞過程中溫度保持為27℃，活塞到達(dá)缸口時拉力F的大小為96N；②若活塞到達(dá)缸口時拉力大小為80N，此時缸內(nèi)氣體的溫度為375K

【解析】（1）找出初末狀態(tài)的物理量，根據(jù)玻意耳定律即可求得壓強(qiáng)，由共點(diǎn)力平衡求的拉力；（2）有理想氣體狀態(tài)方程即可求得