Question

【題目】如圖所示，氣缸放置在水平平臺上；活塞質量為m=8kg，橫截面積為S=40cm2，厚度為d=1cm；氣缸全長為l=16cm（不含氣缸底部的厚度），大氣壓強為p0=1.0×105Pa。當溫度為t1=7℃時，活塞封閉的氣柱長l0=8cm；若將氣缸倒過來放置時，活塞下方的空氣能通過平臺上的缺口與大氣相通。（g取10m/s2，不計活塞與氣缸之間的摩擦）

(1)將氣缸倒過來放置，若溫度上升到t2=27 ℃，求此時氣柱的長度（結果保留三位有效數字）；

(2)汽缸倒過來放置后，若逐漸升高溫度，發現活塞剛好接觸平臺，求此時氣體的溫度T。

Answer 1

【答案】(1)12.9cm；(2)350K

【解析】

(1)以活塞為研究對象，汽缸未倒過來時，則有

汽缸倒過來后，則有

溫度為7℃不變，根據玻意耳定律有

聯立解得

溫度由7℃升高到27℃的過程中，封閉氣體壓強不變，根據蓋呂薩克定律可得

解得

(2)活塞剛好接觸平臺時，氣體的溫度為，則由蓋呂薩克定律可得

解得