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如图所示,一直立的气缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体,活塞横截面积为S,汽缸内壁光滑且缸壁是导热的.开始活塞被固定,打开固定螺栓K,活塞上升,经过足够长时间后,活塞停在B点,则活塞停在B点时缸内封闭气体的压强为
P0+
mg
S
P0+
mg
S
,在该过程中,缸内气体
吸热
吸热
(填“吸热”或“放热”).(设周围环境温度保持不变,已知AB=h,大气压强为p0,重力加速度为g)
分析:根据活塞处于平衡状态可以求出被封闭气体压强,体积缩小外界对气体做功,因此根据热力学第一定律判断.
解答:解:活塞处于平衡状态有:P0s+mg=Ps,所以被封闭气体压强为:P=P0+
mg
S

②被封闭气体体积增大,气体对外界做功,由于气体温度不变,因此内能不变,
根据△U=W+Q可知,在该过程中,缸内气体吸热.
故答案为:P0+
mg
S
,吸热
点评:根据活塞的受力平衡,对活塞受力分析,根据平衡的条件计算即可.
练习册系列答案
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(2006?长宁区二模)如图所示,一足够高的直立气缸上端开口,用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为90cm的气柱,活塞的横截面积为0.01m2,活塞与气缸间的摩擦不计,气缸侧壁通过一个密封接口与U形管相通,密封接口离气缸底部的高度为70cm,气缸与U形管相通处气体体积忽略不计.在图示状态时气体的温度为17℃,U形管两支管水银面的高度差h1为6cm,右支管内水银面到管口的高度为20cm,大气压强p0=1.0×105Pa保持不变,水银的密度ρ=13.6×103kg/m3.求:
(1)活塞的重力;
(2)现在将U形管右支管开口端用橡皮塞(厚度不计)封住,并在活塞上添加沙粒,同时对气缸内的气体缓缓加热,让活塞高度始终不变.当气体温度升高到57℃时,不再加沙粒,同时停止对气体加热,这时U形管两支管内水银面的高度差h2变为多少?(气缸内气体温度变化不影响U形管)
(3)保持上题中的沙粒质量不变,让气缸内的气体逐渐冷却,那么当气体的温度至少降为多少℃时,U形管内的水银开始流动?

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(2013?商丘二模)一足够高的直立气缸上端开口,用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱,活塞的横截面积为0.01m2,活塞与气缸间的摩擦不计,气缸侧壁通过一个开口与U形管相连,开口离气缸底部的高度为70cm,开口管内及U形管内的气体体积忽略不计.已知如图所示状态时气体的温度为7 0C,U形管内水银面的高度差h1=5cm,大气压强p0=1.0×105 Pa保持不变,水银的密度
m
q
=
3
E
g
=13.6×103 kg/m3.求:
①活塞的重力.
②现在活塞上添加沙粒,同时对气缸内的气体加热,始终保持活塞的高度不变,此过程缓慢进行,当气体的温度升高到37℃时,U形管内水银的高度差为多少?

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如图所示,一足够高的直立气缸上端开口,用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为90cm的气柱,活塞的横截面积为0.01m2,活塞与气缸间的摩擦不计,气缸侧壁通过一个密封接口与U形管相通,密封接口离气缸底部的高度为70cm,气缸与U形管相通处气体体积忽略不计.在图示状态时气体的温度为17℃,U形管两支管水银面的高度差h1为6cm,右支管内水银面到管口的高度为20cm,大气压强p0=1.0×105Pa保持不变,水银的密度ρ=13.6×103kg/m3.求:

(1)活塞的重力;
(2)现在将U形管右支管开口端用橡皮塞(厚度不计)封住,并在活塞上添加沙粒,同时对气缸内的气体缓缓加热,让活塞高度始终不变.当气体温度升高到570C时,不再加沙粒,同时停止对气体加热,这时U形管两支管内水银面的高度差h2变为多少?(气缸内气体温度变化不影响U形管)
(3)保持上题中的沙粒质量不变,让气缸内的气体逐渐冷却,那么当气体的温度至少降为多少oC时,U形管内的水银开始流动?

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求:
(1)活塞的重力.
(2)现在活塞上添加沙粒,同时对气缸内的气体加热,始终保持活塞的高度不变,此过程缓慢进行,当气体的温度升高到37℃时,U形管内水银的高度差为多少?

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求此时活塞在气缸内可能的位置以及与之相对应的条件(即题中给出量之间应满足的关系).设气体的温度不变.                                                              

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