如图*所示,一定质量的理想气体被质量m=2kg的活塞封闭在导热良好的气缸内,气缸横截面积S=0.001m2,内...
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如图*所示,一定质量的理想气体被质量m=2kg的活塞封闭在导热良好的气缸内,气缸横截面积S=0.001m2,内壁光滑。气缸开口向上放在水平地面上,活塞下表面与气缸底部的距离L0=33cm,此时气体的温度为300K。已知外界大气压强p0=l.0×105Pa,并始终保持不变,重力加速度g取10m/s2。
①若气体的温度保持不变,将气缸缓慢地沿顺时针方向转到与水平面夹角=30°靠在墙上,如图乙所示,求此时活塞下表面与气缸底部的距离L;
②气缸保持如图乙位置不变,若将气缸内气体的温度缓慢升高到360K时,为使活塞下表面与气缸底部的距离仍为L,应在活塞上表面放置质量多大的物块。
【回答】
①36cm;②4.4kg
【解析】①初始时气缸放在水平地面上,根据平衡条件有
解得此时内部气体的压强
当气缸缓慢地沿顺时针方向转到与水平面成30°角靠在墙上时,
根据平衡条件有
解得此时内部气体的压强
由玻意耳定律得
解得L=36cm
②气体发生等容变化,设末态气体的压强为p3,由查理定律得
解得Pa
应在活塞上表面放置质量为的物块,根据平衡条件有
解得4.4kg
知识点:气体的等温变化
题型:计算题
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