Question

【题目】如图所示,一个水平放置的圆柱形气缸左侧开口右侧封闭，总长L=0.2m,内部有一个可以自由移动的活塞，质量为m=3×10-3 kg,厚度不计,活塞及气缸内壁截面积为S=1.2×10-4 m2.初始时气缸和活塞均恰好静止，活塞左侧与管口平齐,右侧封闭一段理想气体。现使玻璃管以开口处的竖直虚线MN为轴,以角速度ω=200rad/s匀速转动，保持环境温度不变,活塞及气缸导热度好不漏气,忽略一切摩擦阻力,大气压强P0=1×105Pa,稳定后,求

(i)活塞右侧气柱的长度；

(ⅱ)活塞右侧封闭气体的压强。

Answer 1

【答案】(i) (ii)

【解析】

解：(i) (ⅱ)初态：气体压强，气柱长度

设末态气体压强为，气柱长度

气体做等温变化，则有：

对活塞，由牛顿定律：

由几何关系：

联立解得：