如圖所示,圓柱形氣缸質(zhì)量10kg,倒置在水平地面上,氣缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的空氣,缸壁厚度可不計(jì).缸內(nèi)光滑活塞的質(zhì)量為5kg,截面積為50cm2.當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度為27℃時,活塞與地面相接觸但對地恰好無壓力.當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度是多少℃時,氣缸壁對地面無壓力?(大氣壓強(qiáng)P0=1.0×105Pa)
分析:(1)抓住題目中的突破口“當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度為27℃時,活塞剛好與地面相接觸,但對地面無壓力,以活塞為研究對象,受力分析,利用平衡即可求出此時封閉氣體的壓強(qiáng);
(2)現(xiàn)使缸內(nèi)氣體溫度升高,當(dāng)氣缸恰對地面無壓力時,以氣缸為研究對象,可求出升溫后封閉氣體的壓強(qiáng),然后一封閉氣體為研究對象,等容變化,利用查理定律就可求出氣體溫度.
解答:解:(1)T1=300 K…①
時活塞對地面無壓力
對活塞:P1S+mg=P0S
P1=P0-
mg
s
=0.9×105Pa …②
(2)當(dāng)溫度升為T2時氣缸對地面無壓力,
對氣缸:P2S=P0S+Mg           
對缸內(nèi)氣體:等容變化,由查理定律得:
P2
T2
=
P1
T1

①②③④聯(lián)立求解得:T2=400K   即:t2=127℃
答:(1)活塞對地面無壓力時氣體壓強(qiáng)為0.9×105Pa;
(2)氣缸恰對地面無壓力時,氣體的溫度為127℃
點(diǎn)評:在求解被封閉氣體壓強(qiáng)時,往往結(jié)合力學(xué)知識進(jìn)行求解,注意將力學(xué)知識和熱學(xué)知識的聯(lián)系,加強(qiáng)所學(xué)知識的綜合應(yīng)用
練習(xí)冊系列答案
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如圖所示,圓柱形氣缸豎直放置,氣缸內(nèi)有質(zhì)量M為150g的活塞,活塞與氣缸壁封閉良好,其上方放一質(zhì)量m為50g的小木塊,開始時活塞被銷子K銷于位置Ⅰ(如實(shí)線所示,離缸底12cm),此時氣缸內(nèi)被封閉氣體的壓強(qiáng)為2×105Pa,溫度為360K.外界大氣壓為1×105Pa.現(xiàn)拔去銷子K,活塞和小木塊一起開始向上運(yùn)動,當(dāng)它們上升8cm到達(dá)位置Ⅱ時(如虛線所示),氣缸內(nèi)氣體的溫度為300K.
(1)活塞在位置Ⅱ時缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)是多少?
(2)若在位置Ⅱ時活塞與小木塊的速度為1m/s,小木塊上升的最高點(diǎn)離缸底的距離為多少?

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如圖所示,圓柱形氣缸倒置在水平粗糙的地面上,氣缸內(nèi)部封有一定質(zhì)量的氣體.已知?dú)飧踪|(zhì)量為10kg,缸壁厚度不計(jì),活塞質(zhì)量為5kg,其橫截面積為50cm2,所有摩擦不計(jì).當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度為270C時,活塞剛好與地面相接觸,但對地面無壓力.求:
(1)此時封閉氣體壓強(qiáng)?
(2)現(xiàn)使缸內(nèi)氣體溫度升高,當(dāng)氣缸恰對地面無壓力時,缸內(nèi)氣體溫度為多少?(已知大氣壓強(qiáng)為p0=1.0×105Pa)

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(2010?鎮(zhèn)江一模)如圖所示的圓柱形氣缸固定于水平面上,缸內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體,已知?dú)飧椎臋M截面積為S,活塞重為G,大氣壓強(qiáng)為P0.將活塞固定,使氣缸內(nèi)氣體溫度升高1℃,氣體吸收的熱量為Q1;如果讓活塞可以緩慢自由滑動(活塞與氣缸間無摩擦、不漏氣,且不計(jì)氣體的重力),也使氣缸內(nèi)氣體溫度升高1℃,其吸收的熱量為Q2
①簡要說明Q1和Q2哪個大些?
②求氣缸內(nèi)氣體溫度升高1℃時活塞向上移動的高度h.

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(2012?石家莊一模)(1)下列說法正確的是
ACE
ACE

A.一定量氣體膨脹對外做功100J,同時從外界吸收120J的熱量,則它的內(nèi)能增大20J
B.在使兩個分子間的距離由很遠(yuǎn)(r>10-9m)減小到很難再靠近的過程中,分子間作用力先減小后增大,分子勢能不斷增大
C.由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,液體表面存在張力
D.用油膜法測出油分子的直徑后,要測定阿伏加德羅常數(shù),只需再知道油的密度即可
E.空氣相對濕度越大時,空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和氣壓,水蒸發(fā)越慢
(2)如圖所示,圓柱形氣缸開口向上豎直放置在水平面上,氣缸足夠長,內(nèi)截曲積為S,大氣壓強(qiáng)為P0,一厚度不計(jì)、質(zhì)量為m=
p0S2g
的活塞封住一定量的理想氣體,溫度為T0時缸內(nèi)氣體體積為V0,先在活塞上緩慢放上質(zhì)量為3m的砂子,然后將缸內(nèi)氣體溫度緩慢升高到2T0,求:
①最后缸內(nèi)氣體的體積;
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