问题详情:
如图1所示,一个粗细均匀的圆管,左端用一橡皮塞住,橡皮离右端管口的距离是20cm,把一个带手柄的活塞从右端管口推入,将活塞向左端缓慢推动到离橡皮5cm时橡皮被推动.已知圆管的横截面积为S=2.0×10﹣5m2,手柄的横截面积为S′=1.0×10﹣5m2,大气压强为1.0×105帕,若活塞和圆管间的摩擦不计,且整个过程管内气体温度不变.求:
(1)橡皮与圆管间的最大静摩擦力f;
(2)这一过程中作用在活塞手柄上的推力F的最大值.
(3)在图2的P﹣V图象中画出气体经历的状态变化过程图象,并用箭头标出状态变化的方向.
【回答】
考点:理想气体的状态方程;封闭气体压强.
专题:理想气体状态方程专题.
分析:(1)有玻意耳定律求的压强,根据共点力平衡求的最大静摩擦力;
(2)根据共点力平衡求的推力大小;
(3)气体为等温变化,根据玻意耳定律即可
解答: 解:(1)有玻意耳定律可知P1V1=P2V2
橡皮刚被推动时受到的静摩擦即为最大静摩擦力
P2S=P0S+f
f=P2S﹣P0S=6N
(2)对活塞P2S=P0S+F
F=P2S﹣P0S=6N
(3)如图所示
答:(1)橡皮与圆管间的最大静摩擦力f为6N;
(2)这一过程中作用在活塞手柄上的推力F的最大值为6N.
(3)如图所示
点评:本题主要考查了气体的等温变化,利用好玻意耳定律,抓住解题的关键是受力分析,利用共点力平衡即可
知识点:气体的等温变化
题型:计算题