题目内容

【题目】如图所示,内壁光滑、截面积不相等的圆柱形汽缸竖直放置,汽缸上、下两部分的横截面积分别为2S和S。在汽缸内有A、B两活塞封闭着一定质量的理想气体,两活塞用一根长为l的细轻杆连接,两活塞导热性能良好,并能在汽缸内无摩擦地移动。已知活塞A的质量是2m,活塞B的质量是m。当外界大气压强为p0、温度为T0时,两活塞静止于如图所示位置。重力加速度为g。

①求此时汽缸内气体的压强。

②若用一竖直向下的拉力作用在B上,使A、B一起由图示位置开始缓慢向下移动的距离,又处于静止状态,求这时汽缸内气体的压强及拉力F的大小。设整个过程中气体温度不变。

【答案】(1)p0+(2)

【解析】试题分析:(1)以两活塞整体为研究对象,设此时气缸内气体压强为p1,根据平衡条件则有:

p0S+3mg=p1S

解得:

(2)对缸内气体研究

初态:,V1=2LS

末态:压强为P2,V2=LS

由玻意耳定律有 :P1V1= P2V2

以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件有:P2S=F-P0S+3mg

联立解得: ;

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