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如圖所示,一直立的氣缸用一質量為m的活塞封閉一定量的理想氣體,活塞橫截面積為S,汽缸內壁光滑且缸壁是導熱的.開始活塞被固定,打開固定螺栓K,活塞上升,經過足夠長時間后,活塞停在B點,則活塞停在B點時缸內封閉氣體的壓強為
P0+
mg
S
P0+
mg
S
,在該過程中,缸內氣體
吸熱
吸熱
(填“吸熱”或“放熱”).(設周圍環境溫度保持不變,已知AB=h,大氣壓強為p0,重力加速度為g)
分析:根據活塞處于平衡狀態可以求出被封閉氣體壓強,體積縮小外界對氣體做功,因此根據熱力學第一定律判斷.
解答:解:活塞處于平衡狀態有:P0s+mg=Ps,所以被封閉氣體壓強為:P=P0+
mg
S

②被封閉氣體體積增大,氣體對外界做功,由于氣體溫度不變,因此內能不變,
根據△U=W+Q可知,在該過程中,缸內氣體吸熱.
故答案為:P0+
mg
S
,吸熱
點評:根據活塞的受力平衡,對活塞受力分析,根據平衡的條件計算即可.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?長寧區二模)如圖所示,一足夠高的直立氣缸上端開口,用一個厚度不計的活塞封閉了一段高為90cm的氣柱,活塞的橫截面積為0.01m2,活塞與氣缸間的摩擦不計,氣缸側壁通過一個密封接口與U形管相通,密封接口離氣缸底部的高度為70cm,氣缸與U形管相通處氣體體積忽略不計.在圖示狀態時氣體的溫度為17℃,U形管兩支管水銀面的高度差h1為6cm,右支管內水銀面到管口的高度為20cm,大氣壓強p0=1.0×105Pa保持不變,水銀的密度ρ=13.6×103kg/m3.求:
(1)活塞的重力;
(2)現在將U形管右支管開口端用橡皮塞(厚度不計)封住,并在活塞上添加沙粒,同時對氣缸內的氣體緩緩加熱,讓活塞高度始終不變.當氣體溫度升高到57℃時,不再加沙粒,同時停止對氣體加熱,這時U形管兩支管內水銀面的高度差h2變為多少?(氣缸內氣體溫度變化不影響U形管)
(3)保持上題中的沙粒質量不變,讓氣缸內的氣體逐漸冷卻,那么當氣體的溫度至少降為多少℃時,U形管內的水銀開始流動?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?商丘二模)一足夠高的直立氣缸上端開口,用一個厚度不計的活塞封閉了一段高為80cm的氣柱,活塞的橫截面積為0.01m2,活塞與氣缸間的摩擦不計,氣缸側壁通過一個開口與U形管相連,開口離氣缸底部的高度為70cm,開口管內及U形管內的氣體體積忽略不計.已知如圖所示狀態時氣體的溫度為7 0C,U形管內水銀面的高度差h1=5cm,大氣壓強p0=1.0×105 Pa保持不變,水銀的密度
m
q
=
3
E
g
=13.6×103 kg/m3.求:
①活塞的重力.
②現在活塞上添加沙粒,同時對氣缸內的氣體加熱,始終保持活塞的高度不變,此過程緩慢進行,當氣體的溫度升高到37℃時,U形管內水銀的高度差為多少?

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科目:高中物理 來源:2012屆新疆喀什市第二中學4月模擬考試物理試卷(帶解析) 題型:計算題

如圖所示,一足夠高的直立氣缸上端開口,用一個厚度不計的活塞封閉了一段高為90cm的氣柱,活塞的橫截面積為0.01m2,活塞與氣缸間的摩擦不計,氣缸側壁通過一個密封接口與U形管相通,密封接口離氣缸底部的高度為70cm,氣缸與U形管相通處氣體體積忽略不計.在圖示狀態時氣體的溫度為17℃,U形管兩支管水銀面的高度差h1為6cm,右支管內水銀面到管口的高度為20cm,大氣壓強p0=1.0×105Pa保持不變,水銀的密度ρ=13.6×103kg/m3.求:

(1)活塞的重力;
(2)現在將U形管右支管開口端用橡皮塞(厚度不計)封住,并在活塞上添加沙粒,同時對氣缸內的氣體緩緩加熱,讓活塞高度始終不變.當氣體溫度升高到570C時,不再加沙粒,同時停止對氣體加熱,這時U形管兩支管內水銀面的高度差h2變為多少?(氣缸內氣體溫度變化不影響U形管)
(3)保持上題中的沙粒質量不變,讓氣缸內的氣體逐漸冷卻,那么當氣體的溫度至少降為多少oC時,U形管內的水銀開始流動?

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科目:高中物理 來源:2013屆黑龍江省大慶實驗中學高三下學期開學考試物理試卷(帶解析) 題型:計算題

一足夠高的直立氣缸上端開口,用一個厚度不計的活塞封閉了一段高為80 cm的氣柱,活塞的橫截面積為0. 01 m2,活塞與氣缸間的摩擦不計,氣缸側壁通過一個開口與U形管相連,開口離氣缸底部的高度為70 cm,開口管內及U形管內的氣體體積忽略不計.已知如圖所示狀態時氣體的溫度為7 0C , U形管內水銀面的高度差h1=" 5" cm,大氣壓強p0 ="1." 0 ×105 Pa保持不變,水銀的密度="13." 6×103 kg/m3

求:
(1)活塞的重力.
(2)現在活塞上添加沙粒,同時對氣缸內的氣體加熱,始終保持活塞的高度不變,此過程緩慢進行,當氣體的溫度升高到37℃時,U形管內水銀的高度差為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,有一個直立的氣缸,氣缸底到氣缸口的距離為L0厘米,用一厚度和質平衡時活塞上表面與氣缸口的距離很小(計算時可忽略不計),周圍大氣的壓強為H0厘米水銀柱.現把盛有水銀的一個瓶子放在活塞上(瓶子的質量可忽略),平衡時活塞到氣缸底的距離為L厘米.若不是把這瓶水銀放在活塞上,而是把瓶內水銀緩緩不斷地倒在活塞上方,這時活塞向下移,壓縮氣體,直到活塞不再下移.

求此時活塞在氣缸內可能的位置以及與之相對應的條件(即題中給出量之間應滿足的關系).設氣體的溫度不變.                                                              

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