Question

【题目】如图，长度为4l、横截面积为S的汽缸A、B导热良好、内壁光滑，A竖直固定、B水平固定，之间由一段容积可忽略的细管相连，整个装置置于温度为20℃、大气压为p0的环境中，活塞C、D的质量均为m=。原长为2l的轻弹簧，一端连接活塞C、另一端固定在汽缸A底部。稳定后活塞C距汽缸A底部，活塞D距汽缸B的底部3l。求

（1）弹簧的劲度系数k；

（2）若在活塞D上施加一水平向左的力缓慢推动活塞D，使汽缸A中弹簧恢复原长，此时活塞D距汽缸B底部的距离。

Answer 1

【答案】（1） (2)

【解析】本题考查气体的等温变化，涉及对活塞的受力分析。

(1) 对活塞D，可知稳定时，内外气体压强相等。

对活塞C，，解得

(2) 汽缸A中弹簧恢复原长，对活塞C，，解得：

对汽缸A、B中的气体，解得：

此时活塞D距汽缸B底部的距离。