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    精英家教网如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成，各部分的横截面积分别为2S、
    S2
    和S．已知大气压强为p0，温度为
    T0．两活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示．现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到T．若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？
    分析：加热前，AB活塞处于平衡状态，由平衡方程可得内部气体压强和轻绳的张力．
    加热后由于没有摩擦，两活塞一起向左缓慢移动，气体体积增大，压强保持p1不变，若持续加热，此过程会一直持续到活塞向左移动的距离等于l为止，此时B被挡住，活塞不能继续移动；根据盖?吕萨克定律可得此时被封闭气体的温度，以此温度为分界，做讨论可得结果．
    解答：解：设加热前，被密封气体的压强为p1，轻线的张力为f，根据平衡条件可得：
    对活塞A：2p0S-2p1S+f=0
    对活塞B：p1S-p0S-f=0，
    解得：p1=p0    
    f=0
    即被密封气体的压强与大气压强相等，轻线处在拉直的松弛状态，这时气体的体积为：
    V1=2Sl+Sl+Sl=4Sl
    对气体加热时，被密封气体温度缓慢升高，两活塞一起向左缓慢移动，气体体积增大，压强保持p1不变，若持续加热，此过程会一直持续到活塞向左移动的距离等于l为止，这时气体的体积为：
    V2=4Sl+Sl=5Sl
    根据盖?吕萨克定律得：
     
    V2
    T2
    =
    V1
    T0

    解得：
    T2=
    5
    4
    T0
    由此可知，当T≤T2=
    5
    4
    T0    时，气体的压强为：p2=p0
    当T＞T2时，活塞已无法移动，被密封气体的体积保持V2不变，由查理定律得：
    p
    T
    =
    p0
    T2

    解得：
    p=
    4T 
    5T0
    p0
    即当T＞
    5
    4
    T0    时，气体的压强为p=
    4T 
    5T0
    p0    ．
    答：此时两活塞之间气体的压强为：当T≤
    5
    4
    T0    时，气体的压强为：p2=p0；当T＞
    5
    4
    T0    时，气体的压强为p=
    4T 
    5T0
    p0    ．
    点评：本题重点在于对被封闭气体状态变化的讨论，依据给定的情形，气体会做两种变化：1、等压变化．2、等容变化．能讨论出来这两点是本题的关键．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （07年海南卷）模块3-3试题

    如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成的，各部分的横截面积分别为、和。已知大气压强为po，温度为Ｔo。两活塞Ａ和Ｂ用一根长为４l的不可伸长的轻线相连，把温度为To的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上长升到Ｔ。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    模块3-3试题

    （1）有以下说法：

    A．气体的温度越高，分子的平均动能越大

    B．即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速度是非常小的

    C．对物体做功不可能使物体的温度升高

    D．如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关

    E．一由不导热的器壁做成的容器，被不导热的隔板分成甲、乙两室。甲室中装有一定质量的温度为Ｔ的气体，乙室为真空，如图所示。提起隔板，让甲室中的气体进入乙室，若甲室中气体的内能只与温度有关，则提起隔板后当气体重新达到平衡时，其温度仍为Ｔ

    F．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的。

    G．对于一定量的气体，当其温度降低时，速度大的分子数目减少，速率小的分子数目增加

    H．从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的

    其中正确的是___________。（选错一个扣１分，选错两个扣3分，选错三个或三个以上得0分，最低得分为0分）

    （2）如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成的，各部分的横截面积分别为、和。已知大气压强为po，温度为Ｔo。两活塞Ａ和Ｂ用一根长为４l的不可伸长的轻线相连，把温度为To的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上长升到Ｔ。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （8分）如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成，各部分的横截面积分别为2S、S和S。已知大气压强为p0，温度为T0.两活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到T。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？

     

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    科目：高中物理 来源：2007普通高等学校招生全国统一考试（海南卷）物理试题 题型：计算题

    模块3-3试题
    （1）有以下说法：

    A．气体的温度越高，分子的平均动能越大
    B．即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速度是非常小的
    C．对物体做功不可能使物体的温度升高
    D．如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关
    E．一由不导热的器壁做成的容器，被不导热的隔板分成甲、乙两室。甲室中装有一定质量的温度为Ｔ的气体，乙室为真空，如图所示。提起隔板，让甲室中的气体进入乙室，若甲室中气体的内能只与温度有关，则提起隔板后当气体重新达到平衡时，其温度仍为Ｔ
    F．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的。
    G．对于一定量的气体，当其温度降低时，速度大的分子数目减少，速率小的分子数目增加
    H．从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的
    其中正确的是___________。（选错一个扣１分，选错两个扣3分，选错三个或三个以上得0分，最低得分为0分）

    （2）如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成的，各部分的横截面积分别为、和。已知大气压强为po，温度为Ｔo。两活塞Ａ和Ｂ用一根长为４l的不可伸长的轻线相连，把温度为To的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上长升到Ｔ。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？

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