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精英家教网如图所示,气缸放置在水平平台上,活塞质量为10kg,横截面积50cm2,厚度1cm,气缸全长21cm,气缸质量20kg,大气压强为1×105Pa,当温度为7℃时,活塞封闭的气柱长10cm,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10m/s2求:
(1)气柱多长?
(2)当温度多高时,活塞刚好接触平台?
(3)当温度多高时,缸筒刚好对地面无压力.(活塞摩擦不计).
分析:运用理想气体的等温变化规律、等压变化规律、等容变化规律来分别列式求解.
解答:解:(1)1→2等温变化:P1=P0+
mg
s
=1.2×105Pa
P2=P0-
mg
s
=0.8×105Pa                     
P1L1=P2L2
解得,L2=15cm                                 
(2)2→3等压变化:T2=T1=(273+7)K=280K
因L2=15cm,L3=20cm                              
L2S
T2
=
L2S
T3

解得,T3=373K                  
(3)3→4等容变化:P4=P0+
Mg
s
=1.4×105Pa       
P3=P2=0.8×105Pa   
P3
T3
=
P4
T4

解得,T4=653K               
答:(1)气柱15cm;
(2)当温度373K时,活塞刚好接触平台;
(3)当温度653K时,缸筒刚好对地面无压力.
点评:考查理想气体的等压、等容、等温变化的规律,同时第3小问题也可以这样解:(1→4由
P1L1
T1
=得:T3=653K).
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,气缸放置在水平地面上,缸内封闭一定质量的气体,活塞横截面积为S,外界大气压强为P0,气缸内电热丝热功率为P,测得通电时间t内活塞缓慢向左移动距离为h,气缸向外界放出热量为Q,不计活塞与气缸之间的摩擦,则在时间t内缸内气体内能的变化量为(  )

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(2008?虹口区二模)如图所示,气缸放置在水平平台上,活塞质量为10kg,横截面积50cm2,厚度1cm,气缸全长21cm,气缸质量20kg,大气压强为1×105Pa,当温度为7℃时,活塞封闭的气柱长10cm.若将气缸缓慢倒过来放置时,活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通.g取10m/s2.求:
(1)气柱多长?
(2)当温度多高时,活塞刚好接触平台?(活塞摩擦不计)

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,气缸放置在水平平台上,活塞质量为10kg,横截面积50cm2,厚度1cm,气缸全长21cm,大气压强为1×105Pa,当温 度为7℃时,活塞封闭的气柱长10cm,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10m/s2,不计活塞与气缸之间的摩擦,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气缸倒过来放置后,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.

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精英家教网如图所示,气缸放置在水平平台上,活塞质量为10kg,横截面积50cm2,厚度1cm,气缸全长21cm,气缸质量20kg,大气压强为1×105 Pa,当温度为7℃时,活塞封闭的气柱长10cm,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10m/s2,封闭的气体可视为理想气体,在转动过程中没有发生漏气.求:
①若气柱温度不变,气柱达到新的平衡时的长度;
②缓慢升高气柱的温度,当活塞刚好接触平台时气柱的温度.

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