(2014•普陀区二模)如图,长方体汽缸内有一个两面不平行的光滑活塞封闭了左右两部分气体.初始时,两部分气体体积均为V=

(2014•普陀区二模)如图,长方体汽缸内有一个两面不平行的光滑活塞封闭了左右两部分气体.初始时,两部分气体体积均为V=20cm3,热力学温度均为T=300K,左侧气体压强p0=1.0×105Pa.活塞左面与汽缸壁垂直、面积S=10cm2,右面与汽缸下壁成
60°角.
(1)初始时,右侧气体对活塞的压力多大?
(2)仅升高左侧气体的温度,保持右边气体温度不变.再次平衡后右侧气体压强变为p1=2.0×105Pa,则左侧气体的温度为多少?(活塞未和汽缸右壁接触)
waizaq 1年前 已收到1个回答 举报

lijie0083 花朵

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解题思路:(1)以活塞为研究对象,分析受力,根据平衡条件求解初始时右侧气体对活塞的压力.(2)右侧气体作等温变化,根据玻意耳定律列方程;左侧气体三个参量均变化,根据理想气体状态方程列方程,并抓住两侧气体总和不变列式,联立求解.

(1)设初始时右侧气体压强为p2.以活塞为研究对象,左侧气体对活塞压力为 F=p0S,右侧气体对活塞压力为:
F′=p2S′
由活塞受力平衡得:F=F′sin60°,
即 p0S=p2S′sin60°=p2S,
解得:p2=p0
则:F′=p2S′=
p0S
sin60°=
1.0×105×10×10−4


3
2N=
200
3
3N
(2)对右侧气 p2V=p2′V2,将已知条件p2=p0和p2′=p1等条件代入,
解得:V2=10cm3
则:V1=40-V2=30cm3
对左侧气体,有:
p0V
T=
p1V1
T1,
代入得:
1×105×20
300=
2×105×30
T1
解得:T1=900K
答:(1)初始时,右侧气体对活塞的压力为
200
3
3N.
(2)左侧气体的温度为900K.

点评:
本题考点: 理想气体的状态方程.

考点点评: 对于两部分气体,要灵活选择和转换研究对象(活塞与气体),认清物理过程的不变量,准确选择公式,本题中60°角为干扰项,运用力学知识和气态方程结合解题.

1年前

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