Question

气缸长L=1m，固定在水平面上，气缸中有横截面积S=100cm2的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度t=27℃，大

Answer 1

解题思路：对活塞进行受力分析，运用平衡知识解决问题．根据气体状态方程和已知的变化量去计算其它的物理量．

（1）L₁=0.4m，P₁=P₀=1×10⁵PaT₁=273+27=300K

设L有足够长，F达最大值时活塞仍在气缸内．

设此时气柱长L₂，气体压强P₂，活塞受力平衡P₂S+F=P₀S⇒P₂=P₀-[F/S]=1×10⁵-[500/0.1]=0.5×10⁵Pa．

根据气态方程（T₁=T₂）　P₁SL₁=P₂SL₂

L₂=

p1L1

p2=0.8m

∴L₂＜L　所以不能将活塞拉出

（2）保持F最大值不变，温度升高活塞刚到缸口时　L₃=1m，P₃=P₂，

P3L3S

T3＝

P1L1S

T1，

T3＝

P3L3T1

P1L1＝

0.5×105×1×300

1×105×0.4＝375K

t₃=375-273=102℃

答：（1）温度保持不变，不能将活塞从气缸中拉出．

（2）要使活塞从气缸中拉出，气缸中气体温度至少应102℃．

点评：

本题考点： 理想气体的状态方程；气体的等容变化和等压变化；封闭气体压强．

考点点评： 能用静力学观点确解决问题．要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化．