Question

（12分）在圖所示的氣缸中封閉著溫度為127℃的空氣， 一質(zhì)量為m1的重物用繩索經(jīng)滑輪與質(zhì)量為m2的缸中活塞相連接， 氣缸截面積為S，大氣壓為P0重物和活塞均處于平衡狀態(tài)， 這時活塞離缸底的高度為10 cm，不計一切摩擦。

（1）求氣缸中封閉氣體的壓強

（2）如果缸內(nèi)空氣溫度緩慢下降，問

①缸中封閉氣體的壓強是否改變？

②缸內(nèi)空氣變?yōu)?7℃時，重物從原處移動了多少厘米?

Answer 1

（1） （2）①封閉氣體的壓強不變②重物從原處移動了2.5厘米

【解析】

試題分析：重物和活塞均處于平衡狀態(tài)，所受合外力都為零，封閉氣體對活塞有作用力，所以選活塞做為研究對象，對活塞受力分析受重力、繩子的拉力、大氣的壓力和封閉氣體對活塞的作用力。

活塞處于平衡狀態(tài)

計算可得

①封閉氣體的作用力等于大氣的壓力加活塞重力減去繩子拉力得出的，由于溫度緩慢變化，繩子拉力一直等于物體重力，活塞受力情況不變，所以壓強不變。

②分析可知缸內(nèi)氣體作等壓變化，設(shè)活塞截面積為，氣體的初態(tài)體積，初態(tài)溫度為，末態(tài)溫度，設(shè)為活塞到缸底的距離，末態(tài)體積為 根據(jù)理想氣體方程（常數(shù)）推出代入計算可得出，重物從原處移動了2.5厘米。

考點：本題考查了理想氣體狀態(tài)方程