题目内容
【题目】如图所示,圆筒形导热气缸分上下两部分,下面部分A的截面积是上面部分B的截面积的两倍,A的高度为L。初始时活塞刚好在A与B交界处使A中封闭有一定量的理想气体,B与大气相连,距离气缸底部2L处有卡环,能限制活塞移动。已知大气压强为P0,活塞质量为M,现把气缸倒置过来。求稳定后A中气体的压强是多大?(重力加速度为g,不计活塞与气缸之间的摩擦)
【答案】或
【解析】
设封闭气体初始压强为p1,活塞受力平衡:p0S+Mg=p1S
气缸倒置后,设活塞移动的距离为h,活塞受力平衡:p0S=Mg+p2S
气体是等温变化,由玻意耳定律得:p12SL=p2(2SL+Sh)
解得:
当h<L时,即有
当时,活塞落在卡环上,由玻意耳定律得:p12SL=p2(2SL+SL)
解得
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