Question

【題目】如圖所示，一汽缸固定在水平地面上，通過(guò)活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與缸壁的摩擦可忽略不計(jì)，活塞的截面積S=100cm2.活塞與水平平臺(tái)上的物塊A用水平輕桿連接，在平臺(tái)上有另一未知質(zhì)量的物塊B，A的質(zhì)量為m1=62.5kg，物塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8.兩物塊間距為d=10cm.開(kāi)始時(shí)活塞

距缸底L1=10cm，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)p1等于外界大氣壓強(qiáng)p0=1×105Pa，溫度t1=27℃.現(xiàn)對(duì)汽缸內(nèi)的氣體緩慢加熱，g=10m/s2求：

①物塊A開(kāi)始移動(dòng)時(shí)，汽缸內(nèi)的熱力學(xué)溫度；

②物塊B恰好開(kāi)始移動(dòng)時(shí)汽缸內(nèi)的熱力學(xué)溫度為1200K，求物塊B的質(zhì)量.

Answer 1

【答案】(1) 450 K (2) 62.5Kg

【解析】物塊A開(kāi)始移動(dòng)前氣體做等容變化

由查理定律有

解得：

物塊A開(kāi)始移動(dòng)后，氣體做等壓變化，到A與B剛接觸時(shí)

p3=p2=1.5×105Pa

V3=（L1+d）S

由蓋呂薩克定律有

解得：

之后氣體又做等容變化，設(shè)物塊A和B一起開(kāi)始移動(dòng)時(shí)氣體的溫度為T4

V4=V3

由查理定律有 ，解得m=62.5kg。

點(diǎn)晴：本題考查理想氣體的狀態(tài)方程，要熟悉理想氣體等溫變化，用玻意耳定律；理想氣體等容變化，用查理定律；理想氣體等壓變化，用蓋呂薩克定律。