Question

【题目】如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积为50 cm2，厚度为1 cm，气缸全长为21 cm，大气压强为1×105Pa，当温度为7 ℃时，活塞封闭的气柱长10 cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．(g取10 m/s2，不计活塞与气缸之间的摩擦，计算结果保留三位有效数字)

①将气缸倒过来放置，若温度上升到27 ℃，求此时气柱的长度．

②汽缸倒过来放置后，若逐渐升高温度，发现活塞刚好接触平台，求此时气体的温度．

Answer 1

【答案】①16.1 cm；②100 °C

【解析】试题分析：以活塞为研究对象，汽缸未倒过来时，有p0S＋mg＝pS

汽缸倒过来后，有p′S＋mg＝p0S 温度为7 °C不变，有pSl0＝p′Sl′

联立解得l′＝l0＝15 cm

①温度由7 °C升高到27 °C的过程中，封闭气体压强不变

由盖—吕萨克定律知

解得：l″≈16.1 cm

②活塞刚好接触平台时，气体的温度为T ，则

解得T≈373 K 故t＝100 °C