问题 问答题

如图所示,气缸内封闭有一定质量的理想气体,当时温度为0℃,大气压为1atm(设其值为105Pa)、气缸横截面积为500cm2,活塞重为5000N.则:

(1)气缸内气体压强为多少?

(2)如果开始时内部被封闭气体的总体积为

4
5
V0,汽缸上部体积为
1
5
V0
,并且汽缸口有个卡环可以卡住活塞,使之只能在汽缸内运动,所有摩擦不计.现在使气缸内的气体加热至273℃,求气缸内气体压强又为多少?

答案

(1)由受力平衡可知:p1=p0+

G
S
=1.0×105+
5000
500×10-4
=2.0×105Pa

(2)缸内气体先做等压变化,活塞将运动到卡环处就不再运动,设此时温度为T1

有                    

T0
4
5
V0
=
T1
V0

所以                  T1=

5
4
T0

接下来继续升温,气缸内气体将做等体积变化,设所求压强为p2,故有

T1
p1
=
T2
p2

代入可得    p2=

T2
T1
p1=
8
5
p1=3.2×105Pa

答:(1)气缸内气体压强为2.0×105Pa;

(2)气缸内气体压强为3.2×105Pa.

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