Question

【题目】气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成的，活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动，A、B的质量分别为m1=24kg、m2=16kg，横截面积分别为S1=6.0×10-2m2，S2=4.0×l0-2m2，一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间，活塞外侧大气压强P0＝1.0×l05Pa，

(1)气缸水平放置达到平衡状态，求内部气体的压强.

(2)已知此时气体的体积V=2.0×10-2m3，现保持温度不变将气缸竖直放置，达到平衡后，活塞在气缸内移动的距离为多少？取重力加速度g=10m/s2.（活塞A还未到达气缸连接处）

Answer 1

【答案】(1) P1=1.0×105Pa (2) L=9.1×10-2m

【解析】(1)设气缸内气体压强为P1，对于活塞和杆，由力的平衡条件：

P0S1+P1S2= P1S1+P0S2

得P1=P0=1.0×105Pa

(2) 当气缸竖直放置时，设缸内气体压强变为P2，

由力的平衡条件：P0S1+P2S2+( m1+m2)g= P2S1+P0S2

得P2 =P0=1.2×105Pa

设活塞向下移动了L，气体的体积V＇= V-S1L+ S2L

等温变化P1V= P2V＇

得