Question

如圖所示，一氣缸固定在水平地面上，質(zhì)量為1kg的重物P通過(guò)滑輪與活塞相連，活塞下面封閉有溫度為27℃的理想氣體，已知大氣壓強(qiáng)為1.0×10⁵ Pa，活塞面積為10cm²，活塞離汽缸底的高度為30cm，不計(jì)活塞重及一切摩擦，當(dāng)氣體溫度升高到177°C時(shí)（ ）

A．重物P下降的距離為15 cm
B．重物P下降的距離為20 cm
C．氣體壓強(qiáng)為1.1×10⁵ Pa
D．氣體壓強(qiáng)為0.9×10⁵ Pa

Answer 1

【答案】分析：根據(jù)平衡條件求得氣缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)，可知封閉氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋?呂薩克定律和幾何關(guān)系列式求重物P下降的高度．
解答：解：以活塞為研究對(duì)象，由平衡條件得：pS+mg=pS，
則得封閉氣體的壓強(qiáng)為 P=p-=1.0×10⁵Pa-=0.9×10⁵Pa
可知，溫度升高時(shí)，氣缸內(nèi)氣體發(fā)生等壓變化．
初態(tài)：T₁=27K+273K=300K，V₁=h₁S=30cm
末態(tài)：T₂=177K+273K=450K，V₂=（h₁+h）S=（30+h）Scm
根據(jù)蓋?呂薩克定律=得，
代入解得h=15cm
故選AD
點(diǎn)評(píng)：以活塞或氣缸為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件求封閉氣體的壓強(qiáng)，是慣用的思路，要學(xué)會(huì)運(yùn)用．同時(shí)，要能正確分析氣體的狀態(tài)變化過(guò)程，選擇解題規(guī)律．