如图所示，圆柱形汽缸倒置在水平粗糙地面上，汽缸内被活塞封闭有一定质量的空气．汽缸质量为M=10kg，缸壁厚度不计，活塞质量m=5.0kg，其圆面积S=50cm2，与缸壁摩擦不计．在缸内气体温度

Question

如图所示，圆柱形汽缸倒置在水平粗糙地面上，汽缸内被活塞封闭有一定质量的空气．汽缸质量为M=10kg，缸壁厚度不计，活塞质量m=5.0kg，其圆面积S=50cm²，与缸壁摩擦不计．在缸内气体温度为27℃时，活塞刚好与地面接触并对地面恰好无压力．现设法使缸内气体温度升高，问当缸内气体温度升高到多少摄氏度时，汽缸对地面恰好无压力？（大气压强p₀=10⁵ Pa，g取10m/s²）

Answer 1

T₁=300 K…①
时活塞对地面无压力对活塞：P₁S+mg=P₀S
即：P₁=P₀-(mg)/(s)=0.9×10⁵pa…②
当温度升为T₂时气缸对地面无压力，
对气缸：P₂S=P₀S+Mg           
即：P₂=P₀+(Mg)/(s)=1.2×10⁵P_a…③
对缸内气体：等容变化，由查理定律得：
(P2)/(T2)=(P1)/(T1)…④
①②③④联立求解得：T₂=400K   即：t₂=127℃
答：当缸内气体温度升高到127摄氏度时，汽缸对地面恰好无压力．