氣缸長L=1m,固定在水平面上,氣缸中有橫截面積S=100cm2的光滑活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)溫度t=27℃,大氣壓強(qiáng)P =1×10 5 Pa時(shí),氣柱長L=0.4m.現(xiàn)緩慢拉動(dòng)活塞,拉力最大值F=500N,求:
(1)溫度保持不變,能否將活塞從氣缸中拉出?
(2)要使活塞從氣缸中拉出,氣缸中氣體溫度至少應(yīng)多少℃?

【答案】分析:對(duì)活塞進(jìn)行受力分析,運(yùn)用平衡知識(shí)解決問題.
根據(jù)氣體狀態(tài)方程和已知的變化量去計(jì)算其它的物理量.
解答:解:(1)L1=0.4m,P1=P=1×105PaT1=273+27=300K
設(shè)L有足夠長,F(xiàn)達(dá)最大值時(shí)活塞仍在氣缸內(nèi).
設(shè)此時(shí)氣柱長L2,氣體壓強(qiáng)P2,活塞受力平衡P2S+F=PS?P2=P-=1×105-=0.5×105Pa.
根據(jù)氣態(tài)方程(T1=T2) P1SL1=P2SL2
L2==0.8m
∴L2<L 所以不能將活塞拉出    
(2)保持F最大值不變,溫度升高活塞剛到缸口時(shí) L3=1m,P3=P2,
,

t3=375-273=102℃
答:(1)溫度保持不變,不能將活塞從氣缸中拉出.
(2)要使活塞從氣缸中拉出,氣缸中氣體溫度至少應(yīng)102℃.
點(diǎn)評(píng):能用靜力學(xué)觀點(diǎn)確解決問題.
要注意研究過程中哪些量不變,哪些量變化.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)溫度保持不變,能否將活塞從氣缸中拉出?
(2)要使活塞從氣缸中拉出,氣缸中氣體溫度至少應(yīng)多少℃?

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如圖所示,氣缸長L=1m,固定在水平地面上,氣缸中有面積S=100cm2的光滑活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體。當(dāng)氣體溫度t=27℃、大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa 時(shí),氣柱長L0=0.4m,某人緩慢拉動(dòng)活塞,拉力最大值為F=500N,求氣缸中氣體溫度至少升高多少,他才能拉出活塞?

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(1)溫度保持不變,能否將活塞從氣缸中拉出?
(2)要使活塞從氣缸中拉出,氣缸中氣體溫度至少應(yīng)多少℃?

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氣缸長L=1m,固定在水平面上,氣缸中有橫截面積S=100cm2的光滑活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)溫度t=27℃,大氣壓強(qiáng)P =1×10 5 Pa時(shí),氣柱長L=0.4m.現(xiàn)緩慢拉動(dòng)活塞,拉力最大值F=500N,求:
(1)溫度保持不變,能否將活塞從氣缸中拉出?
(2)要使活塞從氣缸中拉出,氣缸中氣體溫度至少應(yīng)多少℃?

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