Question

【題目】如圖所示，靜止的氣缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體，水平輕桿一端固定在墻壁上，另一端與氣缸內(nèi)的活塞相連，已知大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa，氣缸的質(zhì)量為50kg，活塞質(zhì)量不計(jì)，其橫截面積為0.01m2，氣缸與地面間的最大靜摩擦力為氣缸重力的0.2倍，活塞與氣缸之間的摩擦可忽略，開始時(shí)被封閉氣體壓強(qiáng)為1.0×105Pa、溫度為27℃，取g=10m／S2，T=273十t．

①緩慢升高氣體溫度，求氣缸開始向左運(yùn)動(dòng)時(shí)氣體的壓強(qiáng)和溫度；

②若要保證氣缸靜止不動(dòng)，求封閉氣體溫度的取值范圍．

Answer 1

【答案】①1.1×105Pa ,57℃ ②-３℃～57℃

【解析】（1）氣缸開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸與地面間的摩擦力為最大靜摩擦力，此時(shí)有： 且

氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為：

氣體發(fā)生了等容變化有：

代入數(shù)據(jù)得：

即：

故氣缸恰好開始向左運(yùn)動(dòng)時(shí)氣體的壓強(qiáng)，溫度為；

（2）當(dāng)氣缸恰好向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，溫度有最低值，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為：

等容變化 ，得：，

即：

故溫度在﹣3℃到57℃之間氣缸靜止不動(dòng)．