如图所示,圆柱形气缸质量10kg,倒置在水平地面上,气缸内封有一定质量的空气,缸壁厚度可不计.缸内光滑活塞的质量为5kg,截面积为50cm2.当缸内气体温度为27℃时,活塞与地面相接触但对地恰好无压力.当缸内气体温度是多少℃时,气缸壁对地面无压力?(大气压强P0=1.0×105Pa)

问题描述:

如图所示,圆柱形气缸质量10kg,倒置在水平地面上,气缸内封有一定质量的空气,缸壁厚度可不计.缸内光滑活塞的质量为5kg,截面积为50cm2.当缸内气体温度为27℃时,活塞与地面相接触但对地恰好无压力.当缸内气体温度是多少℃时,气缸壁对地面无压力?(大气压强P0=1.0×105Pa)

(1)T1=300 K…①时活塞对地面无压力对活塞:P1S+mg=P0SP1=P0-mgs=0.9×105Pa …②(2)当温度升为T2时气缸对地面无压力,对气缸:P2S=P0S+Mg          &n...
答案解析:(1)抓住题目中的突破口“当缸内气体温度为27℃时,活塞刚好与地面相接触,但对地面无压力,以活塞为研究对象,受力分析,利用平衡即可求出此时封闭气体的压强;
(2)现使缸内气体温度升高,当气缸恰对地面无压力时,以气缸为研究对象,可求出升温后封闭气体的压强,然后一封闭气体为研究对象,等容变化,利用查理定律就可求出气体温度.
考试点:理想气体的状态方程.
知识点:在求解被封闭气体压强时,往往结合力学知识进行求解,注意将力学知识和热学知识的联系,加强所学知识的综合应用