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如图所示V的气缸是由横截面积不等的两段圆柱形竖直管道A和B相互连接而成,A的截面...

如图所示V的气缸是由横截面积不等的两段圆柱形竖直管道A和B相互连接而成,A的截面积SA=40cm2,B的截面积SB=20cm2,其中用光滑不漏气的活塞a和b封闭着一定量的理想气体,已知活塞a的质量ma=8kg,活塞b的质量mb=4kg,两活塞用一段不可伸长的细绳相连,最初活塞a位于管道A的下端,此时,气体的温度为-23°C,细绳恰好伸直但无张力,然后对气缸缓慢加热,使气体温度升高,已知大气压强p=105Pa,求:
(1)开始时气体的压强p1
(2)温度上升到多高时,两活塞开始上升;
(3)温度上升到多高时,活塞b才能上升到管道B的上端?

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(1)对活塞b受力分析,根据共点力平衡求出开始时气体的压强. (2)通过对活塞a、b整体分析,根据共点力平衡求出内部气体的压强,根据体积不变,运用查理定律求出两活塞上升时温度. (3)根据等压变化,运用盖吕萨克定律求出活塞b才能上升到管道B的上端的温度. 【解析】 (1)对活塞b分析,根据共点力平衡得,mbg+p1SB=pSB, 解得:p1=p-=0.8×105Pa, (2)对a、b活塞分析,mag+mbg+pSA+p2SB=p2SA+pSB, p2=p=1.6×105Pa, 根据等容变化得, , 解得T2=500K. (3)根据等压变化有: , 解得T3=1000K 答:(1)开始时气体的压强为0.8×105Pa. (2)温度上升到500K时,两活塞开始上升. (3)温度上升到1000K时,活塞b才能上升到管道B的上端.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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