题目内容
如图所示,一个开口向上的圆筒气缸直立于地面上,距缸底2L处固定一个中心开孔的隔板a,在小孔处装有一个能向下开启的单向阀门b,只有当上部压强大于下部压强时,阀门才开启。C为一质量与摩擦均不计的活塞,开始时隔板以下封闭气体压强为1.2P0(P0为大气压强);隔板以上由活塞c封闭的气体压强为P0,活塞c与隔板距离为L。现对活塞c施加一个竖直向下缓慢增大的力F,设气体温度保持不变,已知F增大到Fo时,可产生向下的压强为0.2P0,活塞与隔板厚度均可不计,求:(1)当力缓慢增大到2Fo时,活塞c距缸底高度是多少?
(2)当力缓慢增大到4Fo时,缸内各部分气体压强是多少?
解:(1)对上面气体,到b开启时,P0•L=1.2P0•L1,L1= 5L/6 (2分)对全部气体,当力为2Fo时, 1.2P0•17L/6=1.4P0•L2, (2分) (2分)(2)当力为4Fo时,P=1.8P0,1.4P0•=1.8P0•L3, L3=<2 L, (3分)全部气体都在隔板a之下,最后气体高度应为L4=2L,设压强为P4则:1.4P0•=P4•L4, (2分)P4=1.7P0 (1分)
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