Question

10．在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100℃的空氣，一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接，重物和活塞均處于平衡狀態(tài)，這時(shí)活塞離缸底的高度為10cm，如果缸內(nèi)空氣變?yōu)?℃，問(wèn)：（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
①重物是上升還是下降？
②這時(shí)重物將從原處移動(dòng)多少厘米？（設(shè)活塞與氣缸壁間無(wú)摩擦）

Answer 1

分析 如果缸內(nèi)空氣溫度降為0℃，則重物將上升，溫度、體積變化，壓強(qiáng)不變．根據(jù)氣體方程列出等式求解．

解答 解：①缸內(nèi)氣體溫度降低，壓強(qiáng)減小，故活塞下移，重物上升；
②分析可知缸內(nèi)氣體作等壓變化，設(shè)活塞截面積為Scm²，氣體初態(tài)體積${V}_{1}=10sc{m}^{3}$，
溫度T₁=373K，末態(tài)溫度T₂=273K，體積設(shè)為${V}_{2}=hsc{m}^{3}$ （h為活塞到缸底的距離）
據(jù)$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}=\frac{{T}_{1}}{{T}_{2}}$可得h=7.3cm；
則重物上升高度△h=10-7.3=2.7cm．  
答：①重物上升
②這時(shí)重物將從原處移動(dòng)2.7cm

點(diǎn)評(píng) 正確應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程的前提是：判斷此變化過(guò)程是屬于等壓、等容、還是等溫變化．