Question

（12分）在图所示的气缸中封闭着温度为127℃的空气， 一质量为m1的重物用绳索经滑轮与质量为m2的缸中活塞相连接， 气缸截面积为S，大气压为P0重物和活塞均处于平衡状态， 这时活塞离缸底的高度为10 cm，不计一切摩擦。

（1）求气缸中封闭气体的压强

（2）如果缸内空气温度缓慢下降，问

①缸中封闭气体的压强是否改变？

②缸内空气变为27℃时，重物从原处移动了多少厘米?

Answer 1

（1） （2）①封闭气体的压强不变②重物从原处移动了2.5厘米

【解析】

试题分析：重物和活塞均处于平衡状态，所受合外力都为零，封闭气体对活塞有作用力，所以选活塞做为研究对象，对活塞受力分析受重力、绳子的拉力、大气的压力和封闭气体对活塞的作用力。

活塞处于平衡状态

计算可得

①封闭气体的作用力等于大气的压力加活塞重力减去绳子拉力得出的，由于温度缓慢变化，绳子拉力一直等于物体重力，活塞受力情况不变，所以压强不变。

②分析可知缸内气体作等压变化，设活塞截面积为，气体的初态体积，初态温度为，末态温度，设为活塞到缸底的距离，末态体积为 根据理想气体方程（常数）推出代入计算可得出，重物从原处移动了2.5厘米。

考点：本题考查了理想气体状态方程