题目内容

20.如图所示,一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的高为2h圆柱形气缸内,气缸壁导热良好,活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动.开始时气柱高度为h,将气缸倒转过来,再次平衡后气柱高度变为$\frac{3}{2}$h.保持气体温度不变,已知大气压强P0,气缸横截面积为S,重力加速度为g.求:活塞的质量M.

分析 气缸内壁导热良好,故封闭气体做等温变化,根据玻意而定律列式求解

解答 解:(1)气体初态压强P1=P0+$\frac{Mg}{S}$,体积为:V1=hS
末态缸倒转后P2=P0-$\frac{Mg}{S}$,体积为:V2=1.5hS
由玻意尔定律得:P1V1=P2 V2
解得:M=$\frac{{P}_{0}S}{5g}$
答:活塞的质量为$\frac{{P}_{0}S}{5g}$

点评 本题关键是利用活塞根据平衡求解封闭气体的压强,然后根据玻意而定律列式求解即可

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