Question

如图所示，一质量为m=10kg的导热气缸中有一可自由移动的活塞，活塞的面积S=20cm²，活塞通过一轻绳悬挂于天花板上，气缸内封闭一定质量的空气．当外界环境温度保持t₁=27℃不变时，活塞距气缸底部L₁=30cm．已知：大气压p₀=1.0×10⁵Pa，重力加速度g=10m/s²．求：
（1）t₁=27℃时，气缸内气体的压强p₁
（2）当外界环境温度变为t₂=77℃且保持不变时，活塞到气缸底部的距离L₂．

Answer 1

分析：（1）对气缸受力分析，气缸处于平衡状态，列式求的压强
（2）当温度发生变化时，气体保持压强不变，由盖．吕沙克定律求的距离

解答：解：（1）对气缸受力分析可知：
由mg+P₁S=P₀S得：
p1=

P0s-mg

s

=1.5×105pa
（2）等温变化：据盖．吕沙克定律：

SL1

T1

=

SL2

T2

得：L₂=35cm
答：（1）t₁=27℃时，气缸内气体的压强p₁为1.5×10⁵pa
（2）活塞到气缸底部的距离L₂为35cm．

点评：应用盖吕萨克定律即可正确解题，本题的解题关键是求出气体压强．