题目内容
4．
如图所示，气缸开口向上放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积50cm2，厚度不计，气缸全长20cm，大气压强为1×105Pa，活塞封闭的气柱长10cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．g取10m/s2，求气柱多长？
分析 气缸内封闭气体发生等温变化，由力学方法求出压强，再由玻意耳定律可以求出气柱的长度．
解答 解：开口向上时：
封闭气体的压强为 ${P_1}={P_0}+\frac{mg}{S}=1.2×{10^5}$Pa，体积为 ${V_1}=S×\frac{l}{2}$
开口向下时：
封闭气体的压强为 ${P_2}={P_0}-\frac{mg}{S}=0.8×{10^5}$Pa，体积为 V2=Sl′
气体作等温变化，根据P1V1=P2V2
得 1.2×105×S×0.1=0.8×105×S×l′
解得 l′=0.15m=15cm
答：气柱长15cm．
点评 应用玻意耳定律和压强公式即可正确解题，本题的解题关键是求出各状态的气体压强．
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