如图所示的气缸是由横截面积不等的两段圆柱形竖直管道A和B相互连结而成,A的截面积Sa=40cm2,B的截面积Sb=20c
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解题思路:(1)在活塞上升前,封闭气体发生等容变化.先对活塞b,根据平衡条件求出升温前封闭气体的压强,再以a、b两活塞整体研究,由平衡条件求出封闭气体的压强,再由查理定律列式求解温度.

(2)从活塞恰开始上升到b活塞升到B的上端,此过程气体发生等压变化,根据盖•吕萨克定律列式求解温度.

(1)绳子恰无张力时,对活塞b研究有:

P1Sb+mbg=P0Sb

得P1=P0-

mbg

Sb=(105-

4×10

20×10−4)Pa=0.8×105Pa

两活塞开始上升时,a不受管道的支持力,以a、b活塞整体研究,

有:P0Sa+P2Sb+(ma+mb)g=P0Sb+P2Sa

得:P2=P0+

(ma+mb)g

Sa−Sb=(105+

12×10

20×10−4)Pa=1.6×105Pa

此过程气体为等容变化:

P1

T1=

P2

T2

得T2=

P2

P1T1=

1.6×105

0.8×105×250K=500K

(2)从活塞恰开始上升到b活塞升到B的上端,此过程气体为等压变化:

则有

V2

T2=

V3

T3

得 T3=

V3

V2T2=

Sa′

Sb′T2=

40

20×500K=1000K

答:

(1)温度上升到500K时,两活塞开始上升.

(2)温度上升到1000K时,活塞b才能上升到管道B的上端.

点评:

本题考点: 理想气体的状态方程;封闭气体压强.

考点点评: 解决本题关键是运用平衡条件求封闭气体的压强,并能正确分析气体的变化过程,中档题.