(2009?普陀区二模)如图所示,足够长的圆柱形气缸竖直放置,其横截面积为1×10-3m2,气缸内有质量m=2kg

2024年11月27日 22:39
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(1)等容变化:

P1
T1
=
P2
T2
,解得P2=
P1T2
T1
=
1.5×105×400
300
Pa=2.0×105Pa

(2)活塞受力平衡,故封闭气体压强为P3=P0+
mg
S
=(1.0×105+
2×10
1×10-3
)Pa
=1.2×105Pa
根据理想气体状态方程,有
P2V2
T2
=
P3V3
T3

∴L3=
P2L2T3
P3T2
=
2.0×105×12×360
1.2×105×400
cm=18cm
  
(3)等温变化 P3V3=P4V4,解得P4=
P3V3
V4
=
1.2×105×18
16
Pa=1.35×105Pa

应向上作匀加速直线运动,
对活塞,由牛顿第二定律:P4S-P0S-mg=ma  
解得:a=
(P4-P0)S
m
-g=
(1.35-1.0)×105×1×10-3
2
-10=7.5m/s2

答:(1)现对密闭气体加热,当温度升到400K,其压强为2.0×105Pa;
(2)这时活塞离缸底的距离为18cm;
(3)气缸和活塞应向上作匀加速直线运动,加速度大小是7.5m/s2