(2014? Segundo modelo del distrito de Hongkou) Como se muestra en la figura, un cilindro con una altura de H = 60 cm se coloca verticalmente sobre el suelo horizontal. Tiene una masa de m = 5 kg y un área de sección transversal de . S=
(1) Cuando el pistón está estacionario, la presión del gas es: p2=p0 mgS=1.0×105Pa 5×1025×10?4Pa=1.2×105Pa
( 2) El pistón pasa La presión del gas cuando la válvula es delgada es p1=p0=1.0×105Pa
El volumen del gas en el recipiente es: V1=H2S,
El volumen del gas en reposo es: V1=h2S ,
Según la ley de Boyle: p1V1=p2V2 es decir,
H2=p1H2p2=1×105×602×; 1,2 × 105 cm = 25 cm;
>(3) Durante el calentamiento lento del cilindro, el pistón se mueve hacia arriba lentamente y el gas sellado sufre cambios isobáricos. Suponga que la temperatura del gas cuando el pistón alcanza. la parte superior es t3.
Según la ley de Guy-Lussac: V2T2=V3T3
Al introducir los datos, obtenemos: T3=T2V3V2=(27 273)×60S25SK=720K
Entonces t3=720-273=447 (℃)
Debido a que t′=477℃>t3, el pistón deja de moverse después de llegar a la parte superior, por lo que la altura del pistón desde la parte inferior del cilindro es Alto=60cm.
Respuesta:
(1) Cuando el pistón está estacionario, la presión del gas en el cilindro es 1,2×105Pa.
(2) Cuando el pistón está en reposo, la altura desde el fondo del cilindro es de 25cm.
(3) Después de que el pistón esté estacionario, cierre la válvula y caliente lentamente el gas en el cilindro hasta que la temperatura alcance t′=477 °C. La altura del pistón desde la parte inferior del cilindro es. 60cm.