问题
计算题
(选修3-3选做题)
如图所示,气缸长L=1m,固定在水平地面上,气缸中有面积S=100cm2的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体。当气体温度t=27℃、大气压强p0=1.0×105Pa 时,气柱长L0=0.4m,某人缓慢拉动活塞,拉力最大值为F=500N,求气缸中气体温度至少升高多少,他才能拉出活塞?
答案
解:设温度为T1时活塞被拉出,此时气体压强为p1,对活塞进行受力分析得
F+P1S=P0S,化简得
代入数据得p1=5×104 Pa
根据理想气体状态方程得
解得T1=375 K
升高温度为△T=T1-T0=75 K
即至少升高75 K