Question

【題目】如圖甲所示，一端開(kāi)口導(dǎo)熱良好的氣缸放置在水平平臺(tái)上，活塞質(zhì)量為10kg，橫截面積為50cm2，氣缸全長(zhǎng)21cm，氣缸質(zhì)量為20kg，大氣壓強(qiáng)為1×105Pa，當(dāng)溫度為7℃時(shí)，活塞封閉的氣柱長(zhǎng)10cm，現(xiàn)將氣缸倒過(guò)來(lái)豎直懸掛在天花板上，如圖乙所示，g取10m/s2．

①求穩(wěn)定后，活塞相對(duì)氣缸移動(dòng)的距離；

②當(dāng)氣缸被豎直懸掛在天花板上，活塞下降并達(dá)到穩(wěn)定的過(guò)程中，判斷氣缸內(nèi)氣體是吸熱還是放熱，并簡(jiǎn)述原因．

Answer 1

【答案】（1） （2）當(dāng)氣缸被豎直懸掛在天花板上，活塞下降并達(dá)到穩(wěn)定的過(guò)程中，氣缸內(nèi)氣體是吸熱，氣缸倒置過(guò)程中，氣缸內(nèi)氣體體積變大，對(duì)外做功，而氣體內(nèi)能不變，所以，氣缸內(nèi)氣體吸熱.

【解析】①設(shè)氣缸倒置前后被封閉的氣體的壓強(qiáng)分別為和 ，氣柱體積分別為 和，活塞向下移動(dòng)的距離為x，則

初態(tài)： ，

末態(tài)： ，

因?yàn)闅飧讓?dǎo)熱良好，則氣缸倒置前后溫度不變，由玻意耳定律得：

代入數(shù)據(jù)解得：x=5cm

②氣缸倒置過(guò)程中，氣缸內(nèi)氣體體積變大，對(duì)外做功，而氣體內(nèi)能不變，所以，氣缸內(nèi)氣體吸熱　

故本題答案是：①活塞相對(duì)氣缸移動(dòng)的距離5cm

②當(dāng)氣缸被豎直懸掛在天花板上，活塞下降并達(dá)到穩(wěn)定的過(guò)程中，氣缸內(nèi)氣體是吸熱