Question

2．如圖所示，一個氣缸豎直放置在水平地面上，缸內(nèi)有一質(zhì)量可忽略不計的活塞，開始時活塞被兩個銷釘固定，氣缸內(nèi)封閉氣體的壓強為1.2×10⁵Pa、溫度為280K，體積為10L．已知外界的大氣壓強為1.0×10⁵Pa，氣缸和活塞均不導(dǎo)熱．
（1）若氣缸內(nèi)氣體溫度升高到350K，此時氣缸內(nèi)氣體壓強為多大？
（2）若保持氣缸內(nèi)氣體溫度為350K不變，拔去兩個銷釘，當(dāng)活塞停止移動時，求氣缸內(nèi)氣體的體積．（氣缸足夠長，活塞與氣缸間摩擦不計）

Answer 1

分析 （1）求出氣體狀態(tài)參量，應(yīng)用查理定律可以求出氣體的壓強．
（2）氣體發(fā)生等溫變化，應(yīng)用玻意耳定律可以求出氣體的體積．

解答 解：（1）氣體狀態(tài)參量：p₁=1.2×10⁵Pa，T₁=280K，T₂=350K，
氣體發(fā)生等容變化，由查理定律得：$\frac{{p}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{p}_{2}}{{T}_{2}}$，
解得：p₂=$\frac{{p}_{1}{T}_{2}}{{T}_{1}}$=$\frac{1.2×1{0}^{5}×350}{280}$=1.5×10⁵Pa；
（2）氣體狀態(tài)參量：p₂=1.5×10⁵Pa，V₂=10L，p₃=1×10⁵Pa，
氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律得：p₂V₂=p₃V₃，
解得：V₃=$\frac{{p}_{2}{V}_{2}}{{p}_{3}}$=$\frac{10×350}{280}$=$\frac{1.5×1{0}^{5}×10}{1×1{0}^{5}}$=15V；
答：（1）若氣缸內(nèi)氣體溫度升高到350K，此時氣缸內(nèi)氣體壓強為1.5×10⁵Pa；
（2）若保持氣缸內(nèi)氣體溫度為350K不變，拔去兩個銷釘，當(dāng)活塞停止移動時，氣缸內(nèi)氣體的體積為：15L．

點評 本題考查了求氣體的壓強與體積，分析清楚氣體狀態(tài)變化過程、求出氣體狀態(tài)參量是正確解題的關(guān)鍵，應(yīng)用氣體狀態(tài)方程可以解題．