(2013•大连模拟)如图所示,A气缸截面积为500cm2,A、B两个气缸中装有体积均为10L、压强均为1atm、温度均为27℃的理想气体,中间用细管连接.细管中有一绝热活塞M,细管容积不计.现给

(2013•大连模拟)如图所示,A气缸截面积为500cm2,A、B两个气缸中装有体积均为10L、压强均为1atm、温度均为27℃的理想气体,中间用细管连接.细管中有一绝热活塞M,细管容积不计.现给

问题描述:

(2013•大连模拟)如图所示,A气缸截面积为500 c
m
,A、B两个气缸中装有体积均为10L、压强均为1atm、温度均为27℃的理想气体,中间用细管连接.细管中有一绝热活塞M,细管容积不计.现给左面的活塞N施加一个推力.使其缓慢向右移动,同时给B中气体加热,使此过程中A气缸中的气体温度保持不变.活塞M保持在原位置不动.不计活塞与器壁间的摩擦,周围大气压强为1atm=1
0
Pa.当推力F=
5
3
×1
0
N时,求:
①活塞N向右移动的距离是多少cm;
②B气缸中的气体升温到多少℃.

最佳答案:

①加力F后,A中气体的压强为 pA′=p0+

F
S
=
4
3
×105Pa
对A中气体:由pAVA=pA′VA′
则得 VA′=
pAVA
pA′
=
105VA
4
3
×105
=
3
4
VA
初态时,LA=
VA
SA
=
10×103
500
=20cm,LA′=
VA′
SA
=15cm
故活塞N向右移动的距离是s=LA-LA′=5cm
②对B中气体,困活塞M保持在原位置不动,末态压强为pB′=pA′=
4
3
×105Pa
根据查理定律得:
 
pB
TB
=
pB′
TB′

解得,TB′=
pB′TB
pB
=400K
∴tB=127℃
答:
①活塞N向右移动的距离是5cm;
②B气缸中的气体升温到127℃.
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