如图所示.薄壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上.用横截面积为S=1.0×10-2m2的薄活塞封闭一定质量的理想气体.活塞另一端固定在墙上．外界大气压强P=1.0×105Pa．当环境温度为27℃时.密闭气体的体积为2.0×10-3m3．(1)当环境温度为87℃时.气缸自由移动了多少距离?(2)如果环境温度保持� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

如图所示，薄壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上，用横截面积为S=1.0×10^-2m²的薄活塞封闭一定质量的理想气体，活塞另一端固定在墙上．外界大气压强P=1.0×10⁵Pa．当环境温度为27℃时，密闭气体的体积为2.0×10^-3m³．
（1）当环境温度为87℃时，气缸自由移动了多少距离？
（2）如果环境温度保持在87℃，对气缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？
（3）若气缸容积为V=4.2×10^-3m³，要在环境温度为27℃时，用水平向左的力F=500N缓慢拉动气缸，则能否将气缸拉离活塞？

【答案】分析：（1）气体等压膨胀，根据盖-吕萨克定律列式求解出膨胀的体积；
（2）从开始到最后，气体等容升温，根据查理定律列式求解气压，再根据内外压强差求解推力；
（3）先假设拉不出，根据平衡条件求解出气压，然后根据玻意耳定律列式求解体积，再判断是否拉出．
解答：解：（1）气体等压变化

解得

气缸移动的距离为：

（2）从开始状态到最后状态，气体等容变化

解得：

活塞受力平衡，有P₃S=PS+F
故F=（P₃-P ）S=2×10⁴×10^-2N=200N
（3）对气缸，

假设没拉出，根据玻意耳定律，有P₁V₁=P₂V₂
解得

∵V₄＜V，
∴不能拉离活塞．
点评：本题关键找出封闭气体的已知状态参量，然后选择合适的气体实验定律列方程求解，不难．

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（1）当环境温度为37℃时，气缸自由移动了多少距离？
（2）如果环境温度保持在37℃，对气缸作用水平力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？

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（1）当环境温度为87℃时，气缸自由移动了多少距离？
（2）如果环境温度保持在87℃，对气缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？
（3）若气缸容积为V=4.2×10^-3m³，要在环境温度为27℃时，用水平向左的力F=500N缓慢拉动气缸，则能否将气缸拉离活塞？

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