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气缸长L=1m,固定在水平面上,气缸中有横截面积S=100cm2的光滑活塞封闭了...

气缸长L=1m,固定在水平面上,气缸中有横截面积S=100cm2的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体,当温度t=27℃,大气压强P =1×10 5 Pa时,气柱长L=0.4m.现缓慢拉动活塞,拉力最大值F=500N,求:
(1)温度保持不变,能否将活塞从气缸中拉出?
(2)要使活塞从气缸中拉出,气缸中气体温度至少应多少℃?

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对活塞进行受力分析,运用平衡知识解决问题. 根据气体状态方程和已知的变化量去计算其它的物理量. 【解析】 (1)L1=0.4m,P1=P=1×105PaT1=273+27=300K 设L有足够长,F达最大值时活塞仍在气缸内. 设此时气柱长L2,气体压强P2,活塞受力平衡P2S+F=PS⇒P2=P-=1×105-=0.5×105Pa. 根据气态方程(T1=T2) P1SL1=P2SL2 L2==0.8m ∴L2<L 所以不能将活塞拉出     (2)保持F最大值不变,温度升高活塞刚到缸口时 L3=1m,P3=P2, , t3=375-273=102℃ 答:(1)温度保持不变,不能将活塞从气缸中拉出. (2)要使活塞从气缸中拉出,气缸中气体温度至少应102℃.
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考点分析:
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(1)此时气缸内气体的压强;
(2)当温度升高到多少摄氏度时,活塞与气缸将分离.
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(1)与原来相比较______
A.气体放热,分子间平均距离增大        B.气体内能不变,分子平均距离减小
C.气体分子热运动动能增大,压强减小   D.气体分子热运动平均动能不变,压强增大
(2)计算筒内气柱的长度变为多少?

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一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化,如图所示,p-T和V-T图各记录了其部分变化过程,试求:
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①温度为600K时气体的压强;
②在p-T图象上将温度从400K升高到600K的变化过程补充完整.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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