Question

【题目】如图甲、乙所示，汽缸由两个横截面不同的圆筒连接而成，活塞A、B被长度为0.9m的轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动，A、B的质量分别为mA=12kg、mB=8.0kg，横截面积分别为SA=4.0×10-2m2，SB=2.0×10-2m2。一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间，活塞外侧大气压强P0=1.0×105Pa。取重力加速度g=10m/s2。

①图甲所示是气缸水平放置达到的平衡状态，活塞A与圆筒内壁凸起面恰好不接触，求被封闭气体的压强.

②保持温度不变使汽缸竖直放置，平衡后达到如图乙所示位置，求大气压强对活塞A、B所做的总功。

Answer 1

【答案】(1)1.0×105Pa；(2) -200J ；

【解析】①汽缸处于题图甲位置时，设汽缸内气体压强为P1，对于活塞和杆，由平衡条件得：

代入数据解得：

②汽缸处于题图乙位置时，设汽缸内气体压强为P2，对于活塞和杆，由平衡条件得：

代入数据解得：

由波意耳定律可得：

代入数据解得：x=0.1m

联立代入数据解得：W=-200J