質(zhì)量一定的理想氣體,被截面積為S的活塞封閉在圓柱形金屬氣缸內(nèi),氣缸豎直放在水平地面上,活塞與氣缸底部之間用一輕彈簧連接,活塞所受重力為G,活塞與氣缸壁無摩擦且不漏氣,如圖所示.當大氣壓強為1.Pa,氣體溫度為27℃時,氣缸內(nèi)氣體壓強為1.Pa,此時彈簧恰好為原長.現(xiàn)將一個物重為3G的物體輕放在活塞上,待穩(wěn)定后,活塞下降了/4,溫度保持不變,然后再對氣體緩慢加熱,使活塞上升到離氣缸底部處停止加熱.在整個過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi).

(1)試導出S與G的關系式;

(2)試導出彈簧的勁度系數(shù)k與活塞G、彈簧原長間的關系式;

(3)求停止加熱時氣缸內(nèi)氣體的溫度.

 

答案:
解析:

(1)


提示:

提示:(1)設活塞面積為S,根據(jù)活塞受力平衡條件可得活塞上放重物前氣體的壓強為

(2)放重物后氣體壓強為

,由玻馬定律

,得

(3)已知氣體加熱前溫度=(273+27)=300 K.

將氣體加熱后,由活塞受力平衡條件可知氣體壓強:

氣體體積,

由理想氣體狀態(tài)方程得最終氣

體溫度=625 K.


練習冊系列答案
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