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(2010?上海模拟)如图所示,上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置,截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在气缸内.在气缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置,使活塞只能向上滑动.开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强为p0(p0=1.0×105 Pa为大气压强),温度为300K.现缓慢加热汽缸内气体,当温度为330K,活塞恰好离开a、b;当温度为360K时,活塞上升了4cm.求:
(1)活塞的质量.
(2)物体A的体积.
分析:先写出已知条件,根据等容变化的公式和对活塞受力平衡可以求活塞的质量;由等压变化公式可以求出物体A的体积.
解答:解:设物体A的体积为△V,气体的状态参量为:
T1=300K,p1=1.0×105Pa,V1=60×40-△V;
T2=300K,p2=(1.0×105+
mg
40×10-4
)Pa
,V2=V1
T3=360K,p3=p2,V3=64×40-△V.
气体从状态1到状态2为等容过程:
p1
T1
=
p2
T2

代入数据得m=4kg
气体从状态2到状态3为等压过程:
V2
T2
=
V3
T3

代入数据得△V=640cm3
答;(1)活塞的质量是4kg.
(2)物体A的体积640cm3
点评:本题考查了气体的等容和等压变化,注意应用公式时,温度为热力学温度.难度不大,属于基础题.
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