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如图所示,导热汽缸固定在水平地面上,用质量为M的光滑的活塞Q封闭了一定质量热力学...

如图所示,导热汽缸固定在水平地面上,用质量为M的光滑的活塞Q封闭了一定质量热力学温度为T1的理想气体.一不可伸长的细绳绕过定滑轮,一端拴住活塞,另一端栓着质量为m的重物.已知大气压强为p,活塞的位置离底部距离为H,活塞的截面积为S.最初整个系统处于静止状态,(滑轮质量、滑轮轴上的摩擦和空气阻力均不计).求:
(1)剪断细绳当系统再次稳定时,活塞的位置离底部的距离h;
(2)再次稳定后,对汽缸加热,使活塞再次回到最初的位置,此时气体的温度T2

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(1)对活塞受力分析后根据平衡条件求解出细线剪断前后的气体压强,然后根据玻意耳定律列式求解; (2)活塞再次回到最初的位置,封闭气体经过一个等压过程,根据盖-吕萨克定律列式求解. 【解析】 (1)初态稳定时活塞处于平衡状态 由受力平衡得:mg+p1S=pS+Mg 得:p1=p+ 剪断再次稳定后活塞处于平衡状态 由受力平衡得:p2=p+ 从第一个稳定状态到第二个稳定状态经历了等温过程 由玻意耳定律:p1V1=p2V2 可得: 计算得:h=  (2)从第一个稳定状态到第三个稳定状态经历了等容过程 由查理定律:且P2=p3 可得: 计算得:T2= 答:(1)剪断细绳当系统再次稳定时,活塞的位置离底部的距离h为; (2)再次稳定后,对汽缸加热,使活塞再次回到最初的位置,此时气体的温度为.
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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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