如圖1所示,一個粗細均勻的圓管,左端用一橡皮塞住,橡皮離右端管口的距離是20cm,把一個帶手柄的活塞從右端管口...
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問題詳情:
如圖1所示,一個粗細均勻的圓管,左端用一橡皮塞住,橡皮離右端管口的距離是20cm,把一個帶手柄的活塞從右端管口推入,將活塞向左端緩慢推動到離橡皮5cm時橡皮被推動.已知圓管的橫截面積為S=2.0×10﹣5m2,手柄的橫截面積為S′=1.0×10﹣5m2,大氣壓強為1.0×105帕,若活塞和圓管間的摩擦不計,且整個過程管內氣體温度不變.求:
(1)橡皮與圓管間的最大靜摩擦力f;
(2)這一過程中作用在活塞手柄上的推力F的最大值.
(3)在圖2的P﹣V圖象中畫出氣體經歷的狀態變化過程圖象,並用箭頭標出狀態變化的方向.
【回答】
考點:理想氣體的狀態方程;封閉氣體壓強.
專題:理想氣體狀態方程專題.
分析:(1)有玻意耳定律求的壓強,根據共點力平衡求的最大靜摩擦力;
(2)根據共點力平衡求的推力大小;
(3)氣體為等温變化,根據玻意耳定律即可
解答: 解:(1)有玻意耳定律可知P1V1=P2V2
橡皮剛被推動時受到的靜摩擦即為最大靜摩擦力
P2S=P0S+f
f=P2S﹣P0S=6N
(2)對活塞P2S=P0S+F
F=P2S﹣P0S=6N
(3)如圖所示
答:(1)橡皮與圓管間的最大靜摩擦力f為6N;
(2)這一過程中作用在活塞手柄上的推力F的最大值為6N.
(3)如圖所示
點評:本題主要考查了氣體的等温變化,利用好玻意耳定律,抓住解題的關鍵是受力分析,利用共點力平衡即可
知識點:氣體的等温變化
題型:計算題