如圖所示,薄壁光滑導(dǎo)熱良好的氣缸放在光滑水平面上,用橫截面積為S=1.0×10-2m2的薄活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞另一端固定在墻上.外界大氣壓強(qiáng)P=1.0×105Pa.當(dāng)環(huán)境溫度為27℃時(shí),密閉氣體的體積為2.0×10-3m3
(1)當(dāng)環(huán)境溫度為87℃時(shí),氣缸自由移動(dòng)了多少距離?
(2)如果環(huán)境溫度保持在87℃,對(duì)氣缸施加水平作用力,使缸內(nèi)氣體體積緩慢地恢復(fù)到原來數(shù)值,這時(shí)氣缸受到的水平作用力多大?
(3)若氣缸容積為V=4.2×10-3m3,要在環(huán)境溫度為27℃時(shí),用水平向左的力F=500N緩慢拉動(dòng)氣缸,則能否將氣缸拉離活塞?
【答案】分析:(1)氣體等壓膨脹,根據(jù)蓋-呂薩克定律列式求解出膨脹的體積;
(2)從開始到最后,氣體等容升溫,根據(jù)查理定律列式求解氣壓,再根據(jù)內(nèi)外壓強(qiáng)差求解推力;
(3)先假設(shè)拉不出,根據(jù)平衡條件求解出氣壓,然后根據(jù)玻意耳定律列式求解體積,再判斷是否拉出.
解答:解:(1)氣體等壓變化  
解得
氣缸移動(dòng)的距離為:
(2)從開始狀態(tài)到最后狀態(tài),氣體等容變化  
解得:
活塞受力平衡,有P3S=PS+F      
故F=(P3-P )S=2×104×10-2N=200N 
(3)對(duì)氣缸,
假設(shè)沒拉出,根據(jù)玻意耳定律,有P1V1=P2V2    
解得
∵V4<V,
∴不能拉離活塞.
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵找出封閉氣體的已知狀態(tài)參量,然后選擇合適的氣體實(shí)驗(yàn)定律列方程求解,不難.
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科目:高中物理 來源: 題型:

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(1)當(dāng)環(huán)境溫度為37℃時(shí),氣缸自由移動(dòng)了多少距離?
(2)如果環(huán)境溫度保持在37℃,對(duì)氣缸作用水平力,使缸內(nèi)氣體體積緩慢地恢復(fù)到原來數(shù)值,這時(shí)氣缸受到的水平作用力多大?

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(1)當(dāng)環(huán)境溫度為87℃時(shí),氣缸自由移動(dòng)了多少距離?
(2)如果環(huán)境溫度保持在87℃,對(duì)氣缸施加水平作用力,使缸內(nèi)氣體體積緩慢地恢復(fù)到原來數(shù)值,這時(shí)氣缸受到的水平作用力多大?
(3)若氣缸容積為V=4.2×10-3m3,要在環(huán)境溫度為27℃時(shí),用水平向左的力F=500N緩慢拉動(dòng)氣缸,則能否將氣缸拉離活塞?

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(1)當(dāng)環(huán)境溫度為87℃時(shí),氣缸自由移動(dòng)了多少距離?
(2)如果環(huán)境溫度保持在87℃,對(duì)氣缸施加水平作用力,使缸內(nèi)氣體體積緩慢地恢復(fù)到原來數(shù)值,這時(shí)氣缸受到的水平作用力多大?
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

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