如图所示,竖直放置的圆柱形气缸固定不动,A、B两活塞的面积分别为SA=20cm2,SB=10cm2,它们用一根轻绳连接,

如图所示,竖直放置的圆柱形气缸固定不动,A、B两活塞的面积分别为SA=20cm2,SB=10cm2,它们用一根轻绳连接,B又与另一根竖直轻绳相连,绳跨过两定滑轮与重物C相接,已知A、B两活塞的质量mA=2mB=1kg,重物C的质量M=3.5kg,活塞静止时,气缸中理想气体温度为T1=800K,上、下气柱长分别为2L、L,设L=10cm.不计摩擦,且大气压强为1.0×105pa,上气缸足够长.求:
(1)缓慢降低气缸内气体的温度直至T2=600K,此时气缸中理想气体的体积为多少?
(2)缓慢降低气缸内气体的温度直至T3=400K,此时气缸中理想气体的压强为多少?
sweetkoalababy 1年前 已收到1个回答 举报

蓝色预警 幼苗

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解题思路:(1)由整体分析可知气缸内的压强不变,则由等压变化规律可求得体积;
(2)此后体积不再变化,对开始状态与降到400K后的状态,由理想气体状态方程可求得后来的压强.

由题意可知,当活塞A未达到下部圆形缸的上端时,压强不变;则有:
V1
T1=
V2
T2;
V1=L×SB+2L×SA=10×20+2×10×10=400cm3
解得:V2=
T2
T1V1=[600/800]×400cm3=300cm3;则此时正好达下缸的最上端;
(2)开始时对气缸分析可知:(P1-P0)(SA-SB)+(mA+mB)g=Mg
解得:P1=3×105Pa;
当温度降到400k时,由理想气体状态方程可得:
P1V1
T1=
P2V2
T3;
代入数据解得:
3×105×400
800=
P2×300
400
解得:P2=2×105Pa;
答:(1)缓慢降低气缸内气体的温度直至T2=600K,此时气缸中理想气体的体积为300cm3
(2)缓慢降低气缸内气体的温度直至T3=400K,此时气缸中理想气体的压强为2×105Pa.

点评:
本题考点: 理想气体的状态方程.

考点点评: 本题考查理想气体状态方程及压强的求法,要注意分析活塞的运动导致气体体积的变化,找出初末状态,明确状态方程的应用.

1年前

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