解①②两式可得:x01m,l04m则活塞A下移的距离为:y01060403m例12:一个密闭的气缸,被活塞分成体积相等的左右两室,气缸壁与活塞是不导热的,它们之间没有摩擦,两室中气体的温度相等,如图212所示,现利用右室中的电热丝对右室中的气体加热一段时间,达到平衡后,左室的体积变为原来体积的,
43
气体的温度T1300K。求右室中气体的温度。解析:可隔离出A、B两部分气体,用理想气体状态方程求解。设原来两室中气体的压强都为p,温度都为T,体积都为V,对左边气体有:
pVT
p
34T1
V
①
隔离法第6页(共13页)
f高中物理竞赛经典方法大全
p54T2V
对右边气体有:
pVT
②
5
①、②两式相比,可得右室中气体温度T2T1500K
3
例13:如图213所示,封闭气缸的活塞被很细的弹簧拉着,气缸内密封一定质量的气体,当温度为27℃时,弹簧的长度为30cm,此时缸内气体的压强为缸外大气压的12倍,当气温升到123℃时,弹簧的长度为36cm,求弹簧的原长。解析:本题所研究的对象就是密封在气缸内的一定质量的气体,气体所处的初态为:T1300K、V1SL1、为气缸横截面积,L1为弹簧长度)p1p0(S末态为T2396K、V2SL2、p2p0
F2SF1S
12P0,
(p0为大气压强,F1、F2为弹簧的弹力)。气
体从初态过渡到末态时质量恒定,所以可利用状态方程求解:将上述各状态参量代入状态方程:
p1V1T1
p2V2T2
解得:p211p1132p0由于弹力产生的压强等于气缸内外气体的压强差,所以:
KL1S
KL2S
p1p002p0p2p0032p0
①②
联立①、②式得:ΔL216ΔL1即:L2L016L1L0解得弹簧的原长为L020cm例14:一个由绝缘细细构成的钢性圆形轨道,其半径为R,此轨道水平放置,圆心在O点,一个金属小珠P穿在此轨道上,可沿轨道无摩擦地滑动,小珠P带电荷Q。已知在轨道平面内A点(OAr<R)放有一电荷q。若在OA连线上某一点A1放电荷q1,则给小珠P一个初速度,它就沿轨道做匀速圆周运动,求A1点的位置及电荷q1之值。解析:小珠P虽沿轨道做匀速圆周运动,但受力情况并不清楚,因此不能从力的角度来解决,可以从电势的角度来考虑,因为小珠P沿轨道做匀速圆周运动,说明小珠只受法向的电场力。由此可知,电场力对小珠P做功为零,根据WqU可知,圆轨道上各点电势相等,根据题意作图如图214,设A1点距圆形轨道的圆心O为r1,A点放的电荷q距圆心为r,由此得:
kqRr
kq1r1R
①
隔离法第7页(共13页)
f高中r