汽缸可以通过改变缸内气体的温度来控制活塞的运动，此装置广泛应用于半导体行业中的材料加工。图甲是一直立且内壁光滑的汽缸，其简化原理图如图乙所示，活塞A、B用一长L=1m的不可伸长的细线连接，A、B的截面积分别为SA=100cm2、SB=25cm2，A、B之间封闭有一定质量的空气（视为理想气体），A的上方和B的下方都始终保持在p0=1.0×105Pa的大气压下。活塞A、B与汽缸分界点的距离均为0.5m时，整体恰好处于平衡状态，已知此时封闭空气的温度T1=400K、压强p1=1.1×105Pa,线中的张力FT=75N，取重力加速度大小g=10m/s2。
（1）求活塞A、B的质量mA、mB；
（2）若让汽缸内空气的温度缓慢升高，直到活塞B将要脱离汽缸，求此时缸内空气的温度T2；
（3）当活塞B即将脱离汽缸时，立即固定两个活塞并缓慢降低缸内空气的温度直到缸内空气的压强与外界相等，已知该封闭空气的内能U与热力学温度T成正比，满足关系U=kT，式中k=0.3J/K，求该过程中汽缸内空气放出的热量Q（结果保留两位有效数字）。
【考点】理想气体及理想气体的状态方程．
【答案】（1）活塞A、B的质量mA、mB分别为2.5kg，5kg；
（2）若让汽缸内空气的温度缓慢升高，直到活塞B将要脱离汽缸，此时缸内空气的温度T2为640K；
（3）该过程中汽缸内空气放出的热量Q约为17J。
（2）若让汽缸内空气的温度缓慢升高，直到活塞B将要脱离汽缸，此时缸内空气的温度T2为640K；
（3）该过程中汽缸内空气放出的热量Q约为17J。
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：46引用：2难度：0.5
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