Question

如圖（1）所示，圓柱形氣缸的上部有小擋板，可以阻止活塞滑離氣缸，氣缸內(nèi)部的高度為d，質(zhì)量不計(jì)的薄活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸內(nèi)。開(kāi)始時(shí)活塞離底部高度為，溫度為t₁=27℃，外界大氣壓強(qiáng)為p₀=1.0×l0⁵Pa，現(xiàn)對(duì)氣體緩緩加熱。求：

（1）氣體溫度升高到t₂=127℃時(shí)，活塞離底部的高度；

（2）氣體溫度升高到t₃=387℃時(shí)，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；

（3）在圖（2）中畫(huà)出氣體從27℃升高到387℃過(guò)程的壓強(qiáng)和溫度的關(guān)系圖線。

 

 

Answer 1

（1）；（2）1.467×10⁵Pa；（3）見(jiàn)解析。

解析:(10分)（1）假設(shè)氣體溫度達(dá)到t_c時(shí)，活塞恰好移動(dòng)到擋板處，氣體做等壓變化，設(shè)氣缸橫截面積為S，由蓋·呂薩克定律得到：，即 （1分）

解出t_c==177℃                                       （1分）

因?yàn)閠₂小于t_c，所以溫度升高到127℃前，氣體做等壓變化，設(shè)活塞離底部的高度為h，

由蓋·呂薩克定律得到：，即                  （1分）

解出h=                            （1分）

（2）當(dāng)氣體溫度高于t_c后，活塞受到擋板的阻礙，氣體體積不再發(fā)生變化， （1分）

由查理定律得到：，即，                     （1分）

解得                      （1分）

（3）三個(gè)狀態(tài)的描點(diǎn)正確  （t₁=27℃，p₁=1×l0⁵Pa；t_c=177℃，p_c=1×l0⁵Pa；t₃=387℃，p₃=1.467×l0⁵Pa）

                                   （1分）

兩段均為直線（未用直尺畫(huà)的不得分）  （1分）

標(biāo)明過(guò)程（沒(méi)有箭號(hào)不得分）          （1分）