(2013?長(zhǎng)寧區(qū)一模)如圖所示,用質(zhì)量為m的活塞密封住質(zhì)量為M的氣缸,氣缸內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體,活塞跟缸壁間的摩擦不計(jì),大氣壓為p0,活塞橫截面積為S,整個(gè)裝置倒立在水平地面上.當(dāng)封閉氣體的熱力學(xué)溫度為T(mén)時(shí),活塞與地面接觸但無(wú)相互作用力,這時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為
P0-
mg
S
P0-
mg
S
.當(dāng)溫度升高到某一值時(shí),發(fā)現(xiàn)氣缸雖與地面接觸但無(wú)相互作用力,這時(shí)封閉氣體的溫度為
P0S+Mg
P0S-mg
T
P0S+Mg
P0S-mg
T
分析:抓住題目中的突破口“當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度為270C時(shí),活塞剛好與地面相接觸,但對(duì)地面無(wú)壓力”,以活塞為研究對(duì)象,受力分析,利用平衡即可求出此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng);
現(xiàn)使缸內(nèi)氣體溫度升高,當(dāng)氣缸恰對(duì)地面無(wú)壓力時(shí),以氣缸為研究對(duì)象,可求出升溫后封閉氣體的壓強(qiáng),然后一封閉氣體為研究對(duì)象,等容變化,利用查理定律就可求出氣體溫度.
解答:解:時(shí)活塞對(duì)地面無(wú)壓力對(duì)活塞:P1S+mg=P0S,
即:P1=P0-
mg
S

當(dāng)溫度升為T(mén)2時(shí)氣缸對(duì)地面無(wú)壓力,
對(duì)氣缸:P2S=P0S+Mg           
即:P2=P0+
Mg
S
,
對(duì)缸內(nèi)氣體:等容變化,由查理定律得:
P2
T2
=
P1
T1
,
T2=
P0S+Mg
P0S-mg
T;
故答案為:P0-
mg
S
;
P0S+Mg
P0S-mg
T.
點(diǎn)評(píng):在求解被封閉氣體壓強(qiáng)時(shí),往往結(jié)合力學(xué)知識(shí)進(jìn)行求解,注意將力學(xué)知識(shí)和熱學(xué)知識(shí)的聯(lián)系,加強(qiáng)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用.
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