题目内容

【题目】如图所示,两个水平相对放置的固定气缸通过一根带阀门K的容积不计的细管连通,两轻质活塞用刚性轻杆固连,可在气缸内无摩擦地移动,两活塞面积分别为SA=0.8m2SB=0.2m2。开始时阀门K关闭,A中充有一定质量的理想气体,B内为真空,气缸中的活塞与缸底的距离a=b=30cm,活塞静止,设温度不变,气缸内壁光滑,外界大气压强p0=1.0×105Pa保持不变,求:

①阀门K关闭时,A中气体的压强;

②阀门K打开后,活塞A向何处移动,移动多远?

【答案】1220cm

【解析】试题分析:以两个活塞和杆整体为研究对象,根据平衡条件列方程即可求解此时A中气体的压强;打开阀门K后,仍以两个活塞为研究对象,根据平衡条件求出阀门打开后封闭气体的压强,再由玻意耳定律求出两部分气体的长度,由几何关系即可求解活塞AB移动的距离

以两个活塞和杆整体为研究对象,设初始时刻压强为p,则

解得

A中气体的压强

打开阀门K后,仍以两个活塞为研究对象,设压强为,则

,解得

设重新平衡后,活塞AB到缸底距离分别为,则

由气态方程可得

解得

即活塞A向左移动,移动了20cm

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