Question

如图所示，一气缸固定在水平地面上，质量为1kg的重物P通过滑轮与活塞相连，活塞下面封闭有温度为27℃的理想气体，已知大气压强为1.0×10⁵ Pa，活塞面积为10cm²，活塞离汽缸底的高度为30cm，不计活塞重及一切摩擦，当气体温度升高到177°C时（ ）

A．重物P下降的距离为15 cm
B．重物P下降的距离为20 cm
C．气体压强为1.1×10⁵ Pa
D．气体压强为0.9×10⁵ Pa

Answer 1

【答案】分析：根据平衡条件求得气缸内封闭气体的压强，可知封闭气体发生等压变化，根据盖?吕萨克定律和几何关系列式求重物P下降的高度．
解答：解：以活塞为研究对象，由平衡条件得：pS+mg=pS，
则得封闭气体的压强为 P=p-=1.0×10⁵Pa-=0.9×10⁵Pa
可知，温度升高时，气缸内气体发生等压变化．
初态：T₁=27K+273K=300K，V₁=h₁S=30cm
末态：T₂=177K+273K=450K，V₂=（h₁+h）S=（30+h）Scm
根据盖?吕萨克定律=得，
代入解得h=15cm
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点评：以活塞或气缸为研究对象，根据平衡条件求封闭气体的压强，是惯用的思路，要学会运用．同时，要能正确分析气体的状态变化过程，选择解题规律．