如圖(a)所示,一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置。橫截面積為S=2×10-3m2、質(zhì)量為m=4kg、厚度不計(jì)的活塞與氣缸底部之間封閉了一部分氣體,此時(shí)活塞與氣缸底部之間的距離為24cm,在活塞的右側(cè)12cm處有一對(duì)與氣缸固定連接的卡環(huán),氣體的溫度為300K,大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,F(xiàn)將氣缸豎直放置,如圖(b)所示,取g=10m/s2。求:

(1)活塞與氣缸底部之間的距離;
(2)加熱到675K時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)。
(1);(2)

試題分析: (1)氣缸豎直放置時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)
p2=p0+,代入數(shù)值
a→b過(guò)程氣體做等溫變化p1V1=p2V2,所以活塞與氣缸底部之間的距離L2=20cm
(2)加熱后,封閉氣體膨脹,活塞上升,當(dāng)活塞剛好到達(dá)卡環(huán)時(shí),這一過(guò)程氣體做等壓變化
,解得
所以當(dāng)加熱至675K時(shí),封閉氣體的體積為V3=36S,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程
代入數(shù)值得
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