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=0.8m2和SB=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】(1)(2)20cm
【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A、B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A、B到缸底距离分别为,则
由气态方程可得
且,
解得:
即活塞A向左移动,移动了20cm
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