圆柱形气缸筒长2l.截面积为S.缸内有活塞.活塞可以沿缸壁无摩擦不漏气的滑动.气缸置于水平面上.缸筒内有压强为p0.温度为T0的理想气体.气体体积恰好占缸筒容积的一半.如图所示.此时大气压也是p0.弹簧的劲度系数为k.气缸与地面的最大静摩擦力为f.求:(1)当kl＜f.对气缸缓慢加热到活塞移至缸筒口时.气缸内气体温度是多少?(2)当kl� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

圆柱形气缸筒长2l，截面积为S，缸内有活塞，活塞可以沿缸壁无摩擦不漏气的滑动，气缸置于水平面上，缸筒内有压强为p₀，温度为T₀的理想气体，气体体积恰好占缸筒容积的一半，如图所示。此时大气压也是p₀，弹簧的劲度系数为k，气缸与地面的最大静摩擦力为f，求：

（1）当kl＜f，对气缸缓慢加热到活塞移至缸筒口时，气缸内气体温度是多少？
（2）当kl＞f，对气缸缓慢加热到活塞移至缸筒口时，气缸内气体的温度又是多少？

见解析

【错解分析】错解：（1）以整体为对象。∵kl＜f，所以在活塞移至缸口时（此时弹簧弹力为kl），系统始终静止。
以活塞为对象，末态受力如图所示。

由平衡条件可知：p₂S=p₀S+kl

以气体为对象，p₁=p₀ V₁=ls T₁=T₀

由理想气体状态方程：

解得

（2）当kl＞f时，气缸要滑动
解法一：与（1）解法类似
对活塞受力分析如图所示

其余解法与（1）相同，答案也与（1）相同，说明两种情况没有区别。
解法二：以活塞为对象受力分析如图

p₂S+f=kl+p₀S

对气体应用气态方程

有

解得

【错解原因】此题第一问解法及答案均正确。错误主要发生在第二问：（1）没有详细地分析kl＞f情况下气缸，活塞的运动，而是套用了第一问解题的思路，分不清kl＜f与kl＞f在此题中的本质区别。（2）解法2对活塞受力分析出现了气缸受力f，导致错误。
【正解】第一问如上所述，略。
第二问，当kl＞f，就意味着弹簧压缩到一定程度，设压缩量为x，即kx=f处，就不继续压缩，这之后，气缸开始滑动，而气体则做等压升温膨胀。
气体的变化可以分为三种状态两个过程，如图8所示。

第一个过程：甲态→乙态，p，V，T都变。
在乙态对活塞受力分析可确定此时气体的压强为：

而丙态的压强与乙态相同，

其中

第二个过程：从甲态→丙态应用气态方程

代入数据

解得

练习册系列答案

金榜题名系列丛书新课标快乐假期寒系列答案

金东方文化寒假在线系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

（9分）如图所示，地面上有一质量M="10" kg的圆形汽缸，缸内横截面积S ="0.01" m²，汽缸内有用一轻活塞封闭着一定质量的理想气体。一上端固定、劲度系数k=1000N/m的轻弹簧下端与活塞相连，弹簧自然长时，活塞离汽缸底部的距离l₁="0.5" m，气体温度T₁=500K。已知大气压强p₀=l×10⁵Pa，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，取g="10" m/s²

①当温度降低到多少时，汽缸对地面恰好没有压力?
②若缓慢降温至270 K时，汽缸将离开地面上升多高?

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

对一定质量的气体，以下过程不可能做到的是(　　)

A．保持温度不变，同时使压强和体积都减小	B．压强、温度、体积三者均增大
C．压强增大，温度减小，体积减小	D．压强减小，温度、体积都增大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

）（一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的P-T图象如图所示。已知该气体在状态A时的体积为1×10^-3m³。求：