Question

（6分）如图所示，汽缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积为50 cm²，厚度为1 cm，汽缸全长为21 cm，汽缸质量为20 kg，大气压强为1×10⁵Pa，当温度为7℃时，活塞封闭的气柱长10 cm，若将汽缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．g取10 m/s²，求：

（1）汽缸倒置时，活塞封闭的气柱多长；

（2）当温度多高时，活塞刚好接触平台．

Answer

（1）15cm （2）100℃

【解析】试题分析：（1）设汽缸倒置前、后被封闭气体的压强分别为P1和P2，气柱长度分别为L1和L2．

P1＝PO＋＝1.2×105Pa，P2＝PO－＝0.8×105Pa

倒置过程为等温变化，由玻意耳定律可得P1L1S＝P2L2S，所以L2＝L1＝15 cm

（2）设倒置后升温前、后封闭气柱温度分别为T2和T3，升温后气柱长度为L3，则

T2＝T1＝（273＋7）K＝280 K，L2＝15 cm，L3＝20 cm

升温过程为等压变化，由盖—吕萨克定律可得所以

T3＝T2＝373 K．即温度升高到100℃时，活塞刚好接触平台．

考点：主要考查玻意耳定律和盖—吕萨克定律知识。