气缸选择的计算例题
气缸类气体计算问题——最齐全
气缸问题：解决问题的一般思路1、弄清题意，确定研究对象2、分析物理情景及物理过程，分析初末状态，列出理想气体状态方程。
对研究对象进行受力分析，根据力学规律列方程3、挖掘题目隐含条件（如几何关系）列出方程4、多个方程联立求解1.如图所示,一圆柱形绝热汽缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。
活塞的质量为3温度为300K。
现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330K，活塞恰好离开a、b；当温度为360K时，活塞上升了4cm．2g。
求活塞的质量和物体Am/s10的体积。
5、如图所示，高L、上端开口的气缸与大气联通，大气压气缸内部有一个光滑活塞，初始时活塞静止，距离气缸底部活塞下部气体的压强为、热力学温度T．6、若将活塞下方气体的热力学温度升高到2T，活塞离开气缸底部多少距离？7、若保持温度为T不变，在上端开口处缓慢抽气，则活塞可上升的最大高度为多少？6.【2014·新课标全国卷Ⅰ】一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆形气缸内，汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。
开始时气体压强为p，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h，外界的温度为T0。
现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4。
若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积。
已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g。
7.如图所示，导热良好的薄壁气缸放在水平面上，用横截面积为S＝1.0×10-2m2的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞杆的另一端固定在墙上。
此时活塞杆与墙刚好无挤压。
外界5-338.B两物块间距为d=10cm.01度的关系为T=t+273。
现对汽缸内的气体缓慢加热，(g=10m/s2)求：物块A开始移动时，汽缸内的温度；物块B开始移动时，汽缸内的温度.11、在图所示的汽缸中封闭着温度为100℃的空气，一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接，重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为10cm，如果缸内空气变为0℃，问：(1)重物是上升还是下降？(2)这时重物将从原处移动多少厘米？(设活塞与汽缸壁间无摩擦)12.（2007年宁夏高考真题）如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部都由一细管连通（忽略细管的容积）．两气缸各有一个活塞，质量分别为m1和m2，活塞与气缸无摩擦．活塞的下方为理想气体，上方为真空．当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h．（已知m1=3m，m2=2m）（1）在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境温度始终保持为T0）．（2）在达到上一问的终态后，环境温度由T0缓慢上升到T，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？气体是吸收还是放出了热量？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）．13．如图所示，两端开口的气缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦滑动，面积分别为S1＝20cm2，S2＝10cm2，它们之间用一根，p0；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为压强为，温度为，初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为2，活塞在水平向右的拉力作用下处于静止状态，拉力的大小为请列式说明，在大活塞到达两圆筒衔接处前，缸内气体的压强如何变化？16、在大活塞到达两圆筒衔接处前的瞬间，缸内封闭气体的温度是多少？17、缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强是多少？16.(2015·全国卷Ⅰ)如图所示，一固定的竖直气缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞。
气缸内径选型
已知：实际负载F，负载率β值，气缸工作压力，求气缸缸径大小。
方序法：在紫色方格内输入数据，就可以计算出所需气缸缸径。
列 项目
数量 单位 备注
1
实际负载F= 98 N
5
气缸的工作压力P=
输入负载工作速度情况属于1，或
2
2
0.63 MPa 1
3
输入负载性质选项：1或2
2
由
负
4
负载率β= 65.00%
1、V<0.2m/s β=65% 2、高速运动 β=30% 1 阻性负载， β=80% 2、惯性负载 一般场合 β=50%
根据负载速度选择负载率
5
负载率β= 50.00%
根据负载性质选择负载率
计6
负载率β= 50.00%
取小的负载率
算
7
气缸理论出力P=F/β 51 N
8
计算所需气缸缸径D= 17 mm P1=π/4×D2×p
9
选择气缸缸径D= 100 mm 根据计算所需缸径大小选择缸径
气缸内 径(mm)
16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 320
高考物理二轮复习考点第十四章热学专题与气缸相关的计算问题
专题14.4 与气缸相关的计算问题1.（2020江西赣中南五校联考）如图，质量为M的导热性能极好的气缸，高为L，开口向上置于水平地面上，气缸中有横截面积为S、质量为m的光滑活塞，活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内。
外界温度为t1、大气压为p0，此时气柱高度为l，气缸和活塞的厚度均可忽略不计，重力加速度为g。
(1)用竖直向上的力作用在活塞上使气缸能离开地面，则需要施加的最小力F1 多大？(2)将气缸固定在地面上，如果气体温度保持不变，将活塞缓慢拉至气缸顶端，求在顶端处，竖直拉力F2 的大小。
(3)如果外界温度由t1 缓慢升高到恰使活塞移至气缸顶端，则此时外界温度为多少摄氏度？【参考答案】(1) (M+m)g；(2) ( mg+p0S)×(L-l)/ L；(3)273tlL-273【命题意图】本题考查平衡条件、气体实验定律及其相关的知识点，意在考查运用相关知识解决实际问题的能力。
在起始状态对活塞由受力平衡得：p1S=mg+p0S在气缸顶端对活塞由受力平衡得：F2+p2S=mg+p0S 解得F2=p1S- p2S=( mg+p0S)×(L-l)/L(3)由盖-吕萨克定律得：lST='LST而：T=t+273，T’=t’+273，解得：t’=273tlL-273。
2（2020金考卷）如图所示，一圆筒形汽缸静止于地面上，汽缸的质量为M，活塞(连同手柄)的质量为m，汽缸内部的横截面积为S，大气压强为Ｐ0，平衡的汽缸内的容积为V0，现用手握住活塞手柄缓慢向上提.设汽缸足够长，在整个上提过程中气体的温度保持不变，不计汽缸内气体的重力与活塞与汽缸壁间的摩擦，求汽缸刚提离地面时活塞上升的距离.【命题意图】本题考查玻意耳定律及其相关的知识点。
【解题思路】p1=p0+ V1=V0————————————(2分)P2=p0- V2=V————————————(2分)等温变化：p1V1=P2V2————————————(3分)H==————————————(3分)3.(2020·湖南永州二模)如图所示,在绝热圆柱形汽缸中用光滑绝热活塞密闭有一定质量的理想气体,在汽缸底部开有一小孔,与U形水银管相连,外界大气压为p0=1.0×105 Pa,缸内气体温度t0=27 ℃,稳定后两边水银面的高度差为Δh=1.5 cm,此时活塞离容器底部的高度为l=50 cm(U形管内气体的体积忽略不计)。
滑台气缸计算(2)--前桥教育
滑台气缸选型（一）垂直布局
物体重量W=0.3X10=3N,设气缸运行距离50mm，时间1s。Va=50/1=50mm/s
1.计算负载实际动能E（J）
=1/2*3/10*（1.4*50/1000）2=0.000735J
6.1计算a:
=1600*(50/1000)2=4m/s2
6.2计算Mp、Mpo
由于需要行程运行50，所以气缸行程因大于50，查表得缸径8的满足要求。
查表二缸径8的补偿系数为7
=3*(20+7)/1000=0.08
=3*(20+7)/1000+3*4*(20+7)/(1000*10)=0.112
6.3计算My、Myo:
2计算允许动能Ea（J）
50
=1*Emax=Ea
3判定结果
0.000735≤Emax（查表一）最小缸径HLQ6满足要求
4.计算允许负载Wa(N)
=1*1*Wmax=Wmax
5.负载判断
3≤Wmax（查表一）最小缸径HLQ6满足要求
6.力矩负载校核
由sw质量属性确定质心，得出L2=20，L3=0.35，
因L3=0，
=(3*0.35)/(1000*10)=0.001
=3*4*0.35/(1000*10)+3*0.35/1000=0+0=0.0011
6.4判断力矩
缸径8的：
0.06/.7+0=0.086≤1满足要求
0.115+0.26= 0.025≤1满足要求，
综上所述缸径8的行程75的满足要求。
气缸类气体计算问题——最齐全
气缸问题：解决问题的一般思路1、弄清题意，确定研究对象2、分析物理情景及物理过程，分析初末状态，列出理想气体状态方程。
对研究对象进行受力分析，根据力学规律列方程3、挖掘题目隐含条件（如几何关系）列出方程4、多个方程联立求解1.如图所示,一圆柱形绝热汽缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。
活塞的质量为3温度为300K。
现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330K，活塞恰好离开a、b；当温度为360K时，活塞上升了4cm．2g。
求活塞的质量和物体Am/s10的体积。
5、如图所示，高L、上端开口的气缸与大气联通，大气压气缸内部有一个光滑活塞，初始时活塞静止，距离气缸底部活塞下部气体的压强为、热力学温度T．6、若将活塞下方气体的热力学温度升高到2T，活塞离开气缸底部多少距离？7、若保持温度为T不变，在上端开口处缓慢抽气，则活塞可上升的最大高度为多少？6.【2014·新课标全国卷Ⅰ】一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆形气缸内，汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。
开始时气体压强为p，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h，外界的温度为T0。
现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4。
若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积。
已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g。
7.如图所示，导热良好的薄壁气缸放在水平面上，用横截面积为S＝1.0×10-2m2的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞杆的另一端固定在墙上。
此时活塞杆与墙刚好无挤压。
外界5-338.B两物块间距为d=10cm.01度的关系为T=t+273。
现对汽缸内的气体缓慢加热，(g=10m/s2)求：物块A开始移动时，汽缸内的温度；物块B开始移动时，汽缸内的温度.11、在图所示的汽缸中封闭着温度为100℃的空气，一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接，重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为10cm，如果缸内空气变为0℃，问：(1)重物是上升还是下降？(2)这时重物将从原处移动多少厘米？(设活塞与汽缸壁间无摩擦)12.（2007年宁夏高考真题）如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部都由一细管连通（忽略细管的容积）．两气缸各有一个活塞，质量分别为m1和m2，活塞与气缸无摩擦．活塞的下方为理想气体，上方为真空．当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h．（已知m1=3m，m2=2m）（1）在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境温度始终保持为T0）．（2）在达到上一问的终态后，环境温度由T0缓慢上升到T，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？气体是吸收还是放出了热量？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）．13．如图所示，两端开口的气缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦滑动，面积分别为S1＝20cm2，S2＝10cm2，它们之间用一根，p0；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为压强为，温度为，初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为2，活塞在水平向右的拉力作用下处于静止状态，拉力的大小为请列式说明，在大活塞到达两圆筒衔接处前，缸内气体的压强如何变化？16、在大活塞到达两圆筒衔接处前的瞬间，缸内封闭气体的温度是多少？17、缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强是多少？16.(2015·全国卷Ⅰ)如图所示，一固定的竖直气缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞。
气缸计算
计算公式
F=P*A-f F:气缸出力 A:截面积 f:摩擦力
无杆腔截面积*工作气压力=活塞推力 有杆腔截面积*工作气压力=活塞拉力
单缸气缸拉力
为自动计算 为手动输入 使用压力P（Mpa) 截面积A(mm²) 摩擦阻力f(N) 拉力F(N) 188.8882551 377.7765102 0.5
双缸气缸拉力
单缸气缸推力
使用压力P（Mpa) 截面积A(mm²) 摩擦阻力f(N) 推力F(N) 245.4369219 0.5 490.8738438 缸径φ (mm) 25
双缸气缸推力
使用压力P（Mpa) 截面积A(mm²) 摩擦阻力f(N) 推力F(N) 490.8738438 0.5 490.8738438为手动输入 使用压力P（Mpa) 截面积A(mm²) 摩擦阻力f(N) 拉力F(N) 377.7765102 377.7765102 0.5
缸气缸拉力
缸径φ (mm) 25 活塞杆外径φ (mm) 12 为自动计算 为手动输入
缸气缸拉力
缸径φ (mm) 25 活塞杆外径φ (mm) 12 为自动计算 为手动输入
回转气缸选型向导 计算表
已知条件：负载重量、工作压力、负步骤参数取值备注负载重量m(kg)(选填)10负载转动惯量矩J(kg.mm²)
3903SW中查询惯性张量回转角度θ(°)
120回转气缸0~190°回转时间t(s)
1.5安全系数K
5一般取5工作气压力P(MPa)
0.5应≤减压阀进口压力*85%角加速度α(rad/s²)
1.86α=2θ/t²所需转矩T(N.m)
0.04T=KJα最大角速度Wmax(rad/s)
2.79Wmax=2θ/t 负载最大动能Emax(J)
0.02E=J*Wmax²/2气缸基本型号HRQ 20
表1，表2缓冲方式(选填)液压缓冲
表2气缸型号气缸最大允许负载[mg](N)
150表3
mg≤[mg]附表1 SW查询惯性
张量示意图
说明：
1，惯性矩即SW软件中的惯性张量，其他CAD软件也可查询，注意在SW中先将旋转中心装配在Z轴(或X/Y轴)上，然后再查询质量属性，如附表1
2，回转气缸型号标识见附表2
3，角加速度公式出自亚德克手册，是经验公式
回转气缸选型向导(以亚德客为例)已知条件1，计算2，确定气缸型号HRQ 20 A 3，负载校核(选做校核合格
附表2 回转气缸型号标识
示意图
负载
表1 气缸允许
转矩
表2 气缸允许
最大动能
表2 气缸允许最大负载。
气缸类气体计算问题——最齐全
气缸问题：解决问题的一般思路1、弄清题意，确定研究对象2、分析物理情景及物理过程，分析初末状态，列出理想气体状态方程。
对研究对象进行受力分析，根据力学规律列方程3、挖掘题目隐含条件（如几何关系）列出方程4、多个方程联立求解1.如图所示,一圆柱形绝热汽缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。
活塞的质量为3温度为300K。
现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330K，活塞恰好离开a、b；当温度为360K时，活塞上升了4cm．2g。
求活塞的质量和物体Am/s10的体积。
5、如图所示，高L、上端开口的气缸与大气联通，大气压气缸内部有一个光滑活塞，初始时活塞静止，距离气缸底部活塞下部气体的压强为、热力学温度T．6、若将活塞下方气体的热力学温度升高到2T，活塞离开气缸底部多少距离？7、若保持温度为T不变，在上端开口处缓慢抽气，则活塞可上升的最大高度为多少？6.【2014·新课标全国卷Ⅰ】一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆形气缸内，汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。
开始时气体压强为p，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h，外界的温度为T0。
现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4。
若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积。
已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g。
7.如图所示，导热良好的薄壁气缸放在水平面上，用横截面积为S＝1.0×10-2m2的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞杆的另一端固定在墙上。
此时活塞杆与墙刚好无挤压。
外界5-338.B两物块间距为d=10cm.01度的关系为T=t+273。
现对汽缸内的气体缓慢加热，(g=10m/s2)求：物块A开始移动时，汽缸内的温度；物块B开始移动时，汽缸内的温度.11、在图所示的汽缸中封闭着温度为100℃的空气，一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接，重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为10cm，如果缸内空气变为0℃，问：(1)重物是上升还是下降？(2)这时重物将从原处移动多少厘米？(设活塞与汽缸壁间无摩擦)12.（2007年宁夏高考真题）如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部都由一细管连通（忽略细管的容积）．两气缸各有一个活塞，质量分别为m1和m2，活塞与气缸无摩擦．活塞的下方为理想气体，上方为真空．当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h．（已知m1=3m，m2=2m）（1）在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境温度始终保持为T0）．（2）在达到上一问的终态后，环境温度由T0缓慢上升到T，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？气体是吸收还是放出了热量？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）．13．如图所示，两端开口的气缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦滑动，面积分别为S1＝20cm2，S2＝10cm2，它们之间用一根，p0；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为压强为，温度为，初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为2，活塞在水平向右的拉力作用下处于静止状态，拉力的大小为请列式说明，在大活塞到达两圆筒衔接处前，缸内气体的压强如何变化？16、在大活塞到达两圆筒衔接处前的瞬间，缸内封闭气体的温度是多少？17、缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强是多少？16.(2015·全国卷Ⅰ)如图所示，一固定的竖直气缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞。