Question

（2013?長寧區(qū)一模）如圖所示，用質量為m的活塞密封住質量為M的氣缸，氣缸內(nèi)有一定質量的理想氣體，活塞跟缸壁間的摩擦不計，大氣壓為p₀，活塞橫截面積為S，整個裝置倒立在水平地面上．當封閉氣體的熱力學溫度為T時，活塞與地面接觸但無相互作用力，這時封閉氣體的壓強為

P₀-

mg

S

．當溫度升高到某一值時，發(fā)現(xiàn)氣缸雖與地面接觸但無相互作用力，這時封閉氣體的溫度為

P0S+Mg

P0S-mg

T

．

Answer 1

分析：抓住題目中的突破口“當缸內(nèi)氣體溫度為27⁰C時，活塞剛好與地面相接觸，但對地面無壓力”，以活塞為研究對象，受力分析，利用平衡即可求出此時封閉氣體的壓強；
現(xiàn)使缸內(nèi)氣體溫度升高，當氣缸恰對地面無壓力時，以氣缸為研究對象，可求出升溫后封閉氣體的壓強，然后一封閉氣體為研究對象，等容變化，利用查理定律就可求出氣體溫度．

解答：解：時活塞對地面無壓力對活塞：P₁S+mg=P₀S，
即：P₁=P₀-

mg

S

；
當溫度升為T₂時氣缸對地面無壓力，
對氣缸：P₂S=P₀S+Mg           
即：P₂=P₀+

Mg

S

，
對缸內(nèi)氣體：等容變化，由查理定律得：

P2

T2

=

P1

T1

，
T₂=

P0S+Mg

P0S-mg

T；
故答案為：P₀-

mg

S

；

P0S+Mg

P0S-mg

T．

點評：在求解被封閉氣體壓強時，往往結合力學知識進行求解，注意將力學知識和熱學知識的聯(lián)系，加強所學知識的綜合應用．