题目内容
【题目】(2)如图所示,两个可导热的气缸水平放置,它们的底部由一细管连通(忽略细管的体积),两气缸各有一个活塞,其质量分别为m1=3m、m2=2m,活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体,上方为真空。环境的温度为T0,当气体处于平衡状态时,两活塞位于同一高度h。现在两活塞上方各放一质量为m的物块,然后将环境温度由T0缓慢的上升到1.5T0(物块不会碰到气缸顶部)。求左、右活塞横截面积之比和最终左活塞距气缸底部的高度。
【答案】3/2,15h/8
【解析】设初始状态时气体压强为P1,体积为V1,左侧活塞面积为S1,右侧活塞面积为S2,由题意可得
m1g=p1S1 m2g=p1S2
解得
两侧活塞上方加上重物后,右侧活塞下降至气缸底部,设此时气体压强为P2,左侧活塞距离气缸底部为H,
,V1=hS1+hS2,T1=T0
,V2=HS1,T2=1.5T0
由有理想气体状态方程得
解得
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