问题
问答题
如图所示，薄壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上，用横截面积为S=1.0×10-2m2的薄活塞封闭一定质量的理想气体，活塞另一端固定在墙上．外界大气压强P0=1.0×105Pa．当环境温度为27℃时，密闭气体的体积为2.0×10-3m3．
（1）当环境温度为87℃时，气缸自由移动了多少距离？
（2）如果环境温度保持在87℃，对气缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？
（3）若气缸容积为V=4.2×10-3m3，要在环境温度为27℃时，用水平向左的力F=500N缓慢拉动气缸，则能否将气缸拉离活塞？
答案
（1）气体等压变化
=V1 T1 V2 T2
解得V2=
V1=T2 T1
×2.0×10-3m3=2.4×10-3m3360 300
气缸移动的距离为：△l=
=V2-V1 S
m=4×10-2m0.4×10-3 1.0×10-2
（2）从开始状态到最后状态，气体等容变化
=P1 T1 P3 T3
解得：P3=
=T3P1 T1
pa=1.2×105pa360×1.0×105 300
活塞受力平衡，有P3S=P0S+F
故F=（P3-P0 ）S=2×104×10-2N=200N
（3）对气缸，P4=P0-
=(1.0×105-F S
)Pa=0.5×105Pa500 1.0×10-2
假设没拉出，根据玻意耳定律，有P1V1=P2V2
解得V4=
=P1V1 P4
m3=4.0×10-3m31.0×105×2.0×10-3 0.5×105
∵V4＜V，
∴不能拉离活塞．