题目内容

【题目】(2)如图所示,有一圆筒形导热气缸静置在地面上,气缸的质量为M,活塞及手柄的质量为m,活塞截面积为s未用手向上提活塞手柄,活塞处于平衡状态时,被封闭气体的体积为V若将活塞缓慢上提,求当气缸刚离地面时活塞上升的距离.(大气压强为Po,重力加速度为g,活寒与缸壁的摩擦不计,活塞未脱离气缸.)

【答案】

【解析】设开始状态缸内封闭气体的压强为P1,体积为V,气缸刚离地时缸内封闭气体的压强为P2,体积为V2,开始时,活塞受到重力mg、封闭气体竖直向上的压力P1S,大气竖直向下的压力P0S。

由共点力平衡条件:mg+P0S-P1S=0

当气缸离开地面时,对气缸:P2S+Mg-P0S=0

由于初、末状态的变化过程中,缸内气体的质量和温度都保持不变,

由玻意耳定律:

解得:

则活塞上升的距离为:

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