题目内容
【题目】(2)如图所示，一个开口向右的圆筒气缸固定于地面上，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左开启的单向阀门b，C是一截面积为S的活塞。开始时隔板左侧封闭的理想气体压强为1.5P0；隔板右侧封闭了另一部分同种理想气体，刚开始活塞c与隔板距离为L。现对活塞c施加一水平向左的力F，其大小由0缓慢增大到F0时，b恰好打开。已知外界气压为P0，气体温度保持不变活塞与隔板厚度均不计，活塞与气缸、阀门与隔板间的摩擦也不计。求
(i)F0的大小
(ii)当力F缓慢增大到1.2F0时，活塞c距缸底距离；
(iii)当力F缓慢增大到2F0时，缸内气体压强。
【答案】0.5P0S；2.5L；2P0
【解析】(i)对阀门，刚打开时左右气体压强应相等，即右侧气体压强也为1.5P0。
故对c，1.5P0S=P0S+F0
故F0=0.5P0S
(ii)对右侧气体，从开始到b刚开启的过程，根据玻意耳定律得：P0L=1.5P0L1
解得
对全部气体，当力为1.2F0时， 
解得：L2=2.5L
(iii)当力F为2F0时，设隔板右侧的气体压强为P，则P=2P0。
解得L3=2L，故全部气体恰在隔板a左侧
则压强P4=2P0
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