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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.求:
(1)活塞的质量
(2)当温度升为360K时活塞上升的高度.
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后来气体的体积,从而求出上升的高度.
解答:解:已知:p1=1.0×105 Pa,p2=p0+
mg
s
,T1=300K,T2=330K,V1=60×40cm3 
(1)由
P1
T1
=
P2
T2
知:
p2=p0+
mg
s
=
P1
T1
T2

mg=0.1×105×40×10-4=40N     m=4kg
(2)T3=360K    V2=V1=60×40cm3
由等压变化
V2
T2
=
V3
T3

V3=
V2
T2
T3=65.5×40

△h=65.5-60=5.5cm
答:(1)活塞的质量为4Kg.
(2)当温度升为360K时活塞上升的高度为5.5cm.
点评:本题考查了气体的等容和等压变化,注意应用公式时,要把温度化为热力学温度.
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(1)活塞的质量.
(2)物体A的体积.

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(1)活塞的质量;
(2)整个过程中气体对外界做的功.

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