题目内容
如图所示,在横截面积为S=100cm2开口向上竖直放置的圆柱形气缸内,质量m=1kg厚度不计的活塞可作无摩擦滑动,活塞下方封闭有长l1=25.0 cm的空气柱,此时气缸上部的长度l2=40.0 cm.现将另一活塞从气缸开口处缓慢往下推动Δl,使气缸下部空气柱长度变为
=20.0 cm,压强为
.设活塞下推过程中气体温度不变,已知大气压强p0=1.0×105Pa,g=10m/s2.求:
(1)下部空气柱的压强
.
(2)活塞下推的距离Δl.
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(1)以气缸下端封闭气体为研究对象
Pa (1分)
设活塞下推后,下部空气柱的压强为
由玻意耳定律得
得 (2分)
Pa (1分)
(2)以气缸上、下两段封闭气体为研究对象
设活塞下推距离为Δl,此时气缸上部空气柱的长度为
l2′=l2+l1-
-Δl=40+25-20-Δl=45-Δl
设此时玻璃管上部空气柱的压强为p2′
p2′=
Pa (2分)
由玻意耳定律得
(2分)
解得Δl=13.0 cm. (2分)
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