题目内容
【题目】如图所示，一竖直放置的导热性能良好的汽缸上端开口，汽缸壁内设有卡口，卡口到缸底间距离为10cm，口下方由活塞封闭一定质量的理想气体。已知活塞质量为4kg，横截面积为2cm2，厚度可忽略，不计汽缸壁与活塞之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态活塞与卡口之间的作用力为20N，现利用抽气机抽出汽缸内一部分气体，使活塞刚好与卡口间无作用力，抽出的气体充入到一导热性能良好的真空容器内，容器横截面积为1cm2，高度为20cm。已知大气压强为p0=105Pa，环境温度保持不变，重力加速度g取10m/s2，求此时充入气体的容器中气体压强。
【答案】
【解析】
汽缸内气体为等温变化，活塞与卡口间无作用力时，设气体的压强为
，若无卡口，气柱的长度为
，由题意可知
由玻意耳定律可得
由题意可知，抽出部分气体的压强为，则体积为
设充入真空容器后的压强为
，由玻意耳定律可知
解得
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