Question

【題目】如圖所示，圓柱形汽缸倒置在水平粗糙地面上，汽缸內(nèi)被活塞封閉有一定質(zhì)量的空氣。汽缸質(zhì)量為M=10kg，缸壁厚度不計(jì)，活塞質(zhì)量m=5.0kg，其圓面積S=50cm2，與缸壁摩擦不計(jì)。在缸內(nèi)氣體溫度為27℃時(shí)，活塞剛好與地面接觸并對(duì)地面恰好無(wú)壓力。已知大氣壓強(qiáng)p0=1×105Pa，g取10m/s2。

(1)求此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)；

(2)現(xiàn)設(shè)法使缸內(nèi)氣體溫度升高，問(wèn)當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度升高到多少攝氏度時(shí)，汽缸對(duì)地面恰好無(wú)壓力？

Answer 1

【答案】(1)0.9×105Pa；(2)127℃

【解析】

(1)在缸內(nèi)氣體溫度為27℃時(shí)，即T1=300K①，活塞剛好與地面接觸并對(duì)地面恰好無(wú)壓力。有

解得

②

(2)當(dāng)溫度升為T2時(shí)氣缸對(duì)地面無(wú)壓力，對(duì)氣缸

解得

③

對(duì)缸內(nèi)氣體：等容變化，由查理定律得

④

①②③④聯(lián)立求解得

T2=400K

即

t2=127℃