Question

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

P₀-

mg

S

．當(dāng)溫度升高到某一值時(shí)，發(fā)現(xiàn)氣缸雖與地面接觸但無相互作用力，這時(shí)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(dāng)缸內(nèi)氣體溫度為27⁰C時(shí)，活塞剛好與地面相接觸，但對(duì)地面無壓力”，以活塞為研究對(duì)象，受力分析，利用平衡即可求出此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)；
現(xiàn)使缸內(nèi)氣體溫度升高，當(dāng)氣缸恰對(duì)地面無壓力時(shí)，以氣缸為研究對(duì)象，可求出升溫后封閉氣體的壓強(qiáng)，然后一封閉氣體為研究對(duì)象，等容變化，利用查理定律就可求出氣體溫度．

解答：解：時(shí)活塞對(duì)地面無壓力對(duì)活塞：P₁S+mg=P₀S，
即：P₁=P₀-

mg

S

；
當(dāng)溫度升為T₂時(shí)氣缸對(duì)地面無壓力，
對(duì)氣缸：P₂S=P₀S+Mg           
即：P₂=P₀+

Mg

S

，
對(duì)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(diǎn)評(píng)：在求解被封閉氣體壓強(qiáng)時(shí)，往往結(jié)合力學(xué)知識(shí)進(jìn)行求解，注意將力學(xué)知識(shí)和熱學(xué)知識(shí)的聯(lián)系，加強(qiáng)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用．