Question

【题目】如图所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积S=50cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一-端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k=1400N/m的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量m=14kg的物块B。开始时，缸内气体的温度t=27°C，活塞到缸底的距离L1=120cm，弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p=1.0×105 Pa，取重力加速度g=10 m/s2 ，不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却，求:

(1)当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度

(2)气体的温度冷却到-93°C时离桌面的高度H

Answer 1

【答案】(1)；(2)

【解析】

(1)B刚要离开桌面时弹簧拉力为

解得

由活塞受力平衡得

根据理想气体状态方程有

代入数据解得

(2)当温度降至198K之后，若继续降温，则缸内气体的压强不变，根据盖-吕萨克定律，则有

代入数据解得