Question

【題目】如圖所示，圓柱形氣缸倒置在水平粗糙地面上，氣缸內被活塞封閉有一定質量的空氣，氣缸質量為，缸壁厚度不計，活塞質量，其圓面積，與缸壁摩擦不計．在缸內氣體溫度為時，活塞剛好與地面接觸并對地面無壓力，現設法使缸內氣體溫度升高，問當缸內氣體溫度升高到多少攝氏度時，氣缸對地面恰好無壓力？

Answer 1

【答案】127 ℃

【解析】試題分析：以活塞為研究對象，受力分析，利用平衡即可求出此時封閉氣體的壓強；現使缸內氣體溫度升高，當氣缸恰對地面無壓力時，以氣缸為研究對象，可求出升溫后封閉氣體的壓強，然后一封閉氣體為研究對象，等容變化，利用查理定律就可求出氣體溫度。

根據已知條件，分別對活塞和氣缸作受力分析，列平衡方程，結合查理定律進行計算；當溫度時，

活塞對地面無壓力，列平衡方程：

代入數據解得：p1＝0.9×105Pa

若溫度升高，氣體壓強增大，氣缸恰對地面無壓力時，

列平衡方程：

代入數據解得：

根據查理定律： ，

解得：