Question

如图所示，开口处带有卡环的圆柱形导热气缸，活塞面积S=10，质量m=0.6kg，与气缸密闭接触．整个装置开口向上，放在温度为23的室内，缸内被封气体体积为气缸容积的一半．现将气缸缓慢倒置至开口向下，取g=10，p₀=1.0×10Pa．求稳定后缸内气体的体积和压强．

Answer 1

V₀；0.8×10⁵Pa。

解析试题分析：取缸内气体为研究对象，气体初状态压强为：P₁=P+=1.6×10⁵Pa，体积V₁=V₀/2；
设倒置后活塞未与卡环接触，则气体压强为：P₂=P₀－=0.4×10⁵Pa，假设此时气体的体积为V₂，
由玻意尔定律P₁V₁=P₂V₂，解得：V₂=2V₀
故假设不成立，故缸内气体体积应为V₂′=V₀
此时缸内气体压强满足P₂′V₂′=P₁V₁，解得：P₂′=0.8×10⁵Pa。
考点：理想气体状态方程，玻意尔定律。