(2014?虹口区二模)如图所示,高为H=60cm的气缸竖直放置在水平地面上,内有一质量为m=5kg、横截面积为S=

2025-01-02 00:58:20
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回答1:

(1)活塞静止时,气体的压强为:p2=p0+

mg
S
=1.0×105Pa+
5×10
25×10?4
Pa=1.2×105Pa
(2)活塞经过阀门细管时气体的压强为 p1=p0=1.0×105Pa
容器内气体的体积为:V1=
H
2
S,
静止时气体的体积为:V1=h2S,
根据玻意耳定律得:p1V1=p2V2;即
联立得:h2=
p1H
2p2
=
1×105×60
2×1.2×105
cm=25cm;
(3)对气缸缓慢加热过程中,活塞缓慢向上移动,密闭气体作等压变化,设活塞恰好到达顶部时气体的温度为t3
根据盖?吕萨克定律得:
V2
T2
V3
T3

代入数据得:T3=
T2V3
V2
=
(27+273)×60S
25S
K=720K
则 t3=720-273=447(℃)
因为t′=477℃>t3,故活塞到达顶部后不再移动,所以活塞距离气缸底部的高度为 H=60cm.
答:
(1)活塞静止时,缸内气体的压强是1.2×105Pa.
(2)活塞静止时,距离气缸底部的高度是25cm.
(3)活塞静止后关闭阀门,缓慢加热缸内气体,使温度达到t′=477℃,活塞距离气缸底部的高度为60cm.