Question

（2014?南昌模拟）如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积为50cm2，厚度为1cm，气缸

（2014?南昌模拟）如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积为50cm2，厚度为1cm，气缸全长为21cm，大气压强为1×105 Pa，当温度为7℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．（g取10m/s2，不计活塞与气缸之间的摩擦，计算结果保留三位有效数字） ①将气缸倒过来放置，若温度上升到27℃，求此时气柱的长度．②汽缸倒过来放置后，若逐渐升高温度，发现活塞刚好接触平台，求此时气体的温度．

Answer 1

以活塞为研究对象，汽缸未倒过来时，有p₀S+mg=pS
汽缸倒过来后，有p′S+mg=p₀S        
温度为7℃不变，根据玻意耳定律有：pSl₀=p′Sl′
联立解得：l′=

3

2

l₀=15cm                  
①温度由7℃升高到27℃的过程中，封闭气体压强不变

l′s

T1

=

l″s

T2

 
 解得l″≈16.1 cm         
②活塞刚好接触平台时，气体的温度为T，则由盖-吕萨克定律知

V1

T1

=

V2

T2

即：

l″s

T2

=

(l?1)s

T

解得：T≈373 K     
故t=100°C     
答：①将气缸倒过来放置，若温度上升到27℃，此时气柱的长度16.1 cm．
②汽缸倒过来放置后，若逐渐升高温度，发现活塞刚好接触平台，此时气体的温度100°C．