Question

如图所示，可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分隔成A、B两部分。活塞与气缸顶部有一弹簧相连。当活塞位于气缸底部时弹簧恰好无形变。开始时B内充有一定量的气体，A内是真空。B部分高度为L₁=0.10米、此时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等。现将整个装置倒置，达到新的平衡后B部分的高度L₂等于多少?设温度不变。

Answer 1

设开始时B中压强为p₁,气缸倒置达到平衡后B中压强为p₂、分析活塞受力得：
　　　　　　　　p₁S＝kL₁+Mg,　　①
　　　　　　　　p₂S+Mg＝kL₂,　　②
　　其中S为气缸横截面积,M为活塞质量,k为弹簧的倔强系数、由题给条件有：
　　　　　　　　kL₁＝Mg,　　　　 ③
　　玻意耳定律, p₁L₁＝p₂L₂,　 　 ④
　　解得　　　　L₂＝2L₁＝0.2米、　⑥