题目内容
【题目】如图所示,一个水平放置的圆柱形气缸左侧开口右侧封闭,总长L=0.2m,内部有一个可以自由移动的活塞,质量为m=3×10-3 kg,厚度不计,活塞及气缸内壁截面积为S=1.2×10-4 m2.初始时气缸和活塞均恰好静止,活塞左侧与管口平齐,右侧封闭一段理想气体。现使玻璃管以开口处的竖直虚线MN为轴,以角速度ω=200rad/s匀速转动,保持环境温度不变,活塞及气缸导热度好不漏气,忽略一切摩擦阻力,大气压强P0=1×105Pa,稳定后,求
(i)活塞右侧气柱的长度;
(ⅱ)活塞右侧封闭气体的压强。
【答案】(i) (ii)
【解析】
解:(i) (ⅱ)初态:气体压强,气柱长度
设末态气体压强为,气柱长度
气体做等温变化,则有:
对活塞,由牛顿定律:
由几何关系:
联立解得:
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