拔火罐”是一种中医疗法,为了探究“火罐”的“吸力”,某人设计了如图实验.圆柱状气缸(横截面积为S)被固定在铁架台上,轻质活塞通过细线与重物m相连,将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K处扔到气缸内,酒精棉球熄灭时(设此时缸内温度为t℃)密闭开关K,此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零,而这时活塞距缸底为L.由于气缸传热良好,重物被吸起,最后重物稳定在距地面处.已知环境温度为27℃不变,与大气压强相当,气缸内的气体可看做理想气体,求t值.
知识点:理想气体的状态方程
解:酒精棉球熄灭时,封闭气体向下得压力,大气压向上的支持力,由平衡得:
P1S=P0S
解得:P1=P0
此时体积为:V1=LS,温度为:T1=273+t
重物被吸起稳定后,活塞受绳子得拉力,封闭气体向下得压力和大气压向上得支持力,由平衡得:
P2S+mg=P0S
解得:
此时体积为:,温度为T2=273+27K=300K
有理想气体状态方程得:
解得:t=127℃
答:此种情况下的温度为127℃
【考点】理想气体的状态方程.
【分析】酒精棉球熄灭后,以活塞为研究对象可求出封闭气体初末状态压强,利用理想气体状态方程列式即可求解.