(2013•陕西二模)气缸长为L=1m(气缸厚度可忽略不计),固定在水平面上,气缸中有横截面积为S=100cm2的光滑活

(2013•陕西二模)气缸长为L=1m(气缸厚度可忽略不计),固定在水平面上,气缸中有横截面积为S=100cm2的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体,当温度为t=27℃,大气压强为p0=1×105 Pa时,气柱长为L0=0.4m.现缓慢拉动活塞,拉力的最大值为F=500N,求:
(1)温度保持不变,能否将活塞从气缸中拉出;
(2)保持拉力的最大值不变,气缸中气体温度至少为多少摄氏度时,才能将活塞从气缸中拉出?
zjcd33944 1年前 已收到1个回答 举报

绿杨芳 幼苗

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解题思路:(1)设汽缸足够长,F达最大值时活塞仍在气缸内,根据玻意耳定律求解出拉伸后的长度后比较即可;
(2)根据理想气体状态方程列式求解即可.

(1)设L有足够长,F达最大值时活塞仍在气缸内,设此时气柱长L2,气体压强p2
活塞受力平衡p2=p0-[F/S]=0.5×105 Pa
根据气态方程(T1=T2),有
p1SL0=p2SL2
解得L2=0.8m
∴L2<L所以不能将活塞拉出
(2)保持F最大值不变,温度升高活塞刚到缸口时,
已知:L3=1mp3=p2
根据理想气体状态方程,有

p3L3S
T3=
p1L0S
T1
解得T3=
p3L3T1
P1L0=[0.5×105×1×300/1×105×0.4]K=375 K
t3=375-273=102℃
答:(1)温度保持不变,不能将活塞从气缸中拉出;
(2)保持拉力的最大值不变,气缸中气体温度至少为102摄氏度时,才能将活塞从气缸中拉出.

点评:
本题考点: 理想气体的状态方程;封闭气体压强.

考点点评: 本题关键是明确求解出气体压强后根据理想气体状态方程多次列式求解,基础题.

1年前

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