問題詳情:
一導熱*能良好的圓柱形氣缸固定在水平面上,氣缸上端開口,內壁光滑,截面積為。A是距底端高處的小卡環。質量為的活塞靜止在卡環上,活塞下密封質量為的*氣,C為側壁上的單向導管。大氣壓強恆定為。環境溫度為時,從處注入水,當水深為時,關閉C,卡環恰對活塞無作用力。接下來又從處緩慢匯入一定量*氣,穩定後再緩慢提升環境溫度到,穩定時活塞靜止在距缸底處,設注水過程中不漏氣,不考慮水的蒸發,*氣不溶於水。求:
①最初被封閉的*氣的壓強;
②匯入*氣的質量。
【回答】
① ;②
【解析】
① 設設注水前氣體的體積為V1,從最初到水深為時,氣體經歷等溫過程,注水後氣體壓強為p2,由玻意耳定律
其中
對活塞,有
聯立解得
②設匯入氣體後且尚未升溫時氣體總度為h,顯然此時活塞已經離開卡環,接下來升溫過程為等壓過程,則有
解得
考慮到此h高度的氣體中,原有氣體點高為,故後匯入的氣體點高為
解得
設此時密度為,則有
解得
知識點:氣體的等溫變化
題型:解答題