Question

（9分）如图，气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成，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m_A＝12kg。m_B＝8.0kg,横截面积分别为s₁＝4.0×1O^-2m²Sg＝2.0×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Po＝1.0×l0⁵Pa

  

 

①气缸水平放置达到如图1所示的平衡状态，求气体的压强?

②已知此时气体的体积V₁=2.0×10^-2m³,现保持温度不变力气缸竖直放置，达到平衡后如图2所示,与图1相比.活塞在气缸内移动的距离l为多少？取重力加速度g＝10m/s²

 

Answer 1

【答案】

①     ②  9.1×10^-2m

【解析】

试题分析：利用气态方程解题关键是确定状态，明确状态参量，根据活塞和杆处于平衡状态，对其进行受力分析，求压强．

①气缸处于图1位置时，设气缸内气体压强为P₁，对于活塞和杆，由力的平衡条件得：　　    

解得 　　　　 　

②气缸处于图2位置时，设气缸内气体压强为P₂，对于活塞和杆，由力的平衡条件得

 　　　

设V₂为气缸处于图2位置时缸内气体的体积，气缸水平放置变为竖直放置是等温过程，由玻意耳定律可得

由几何关系可得  

由以上各式解得　　l = 9.1×10^-2m

考点： 本题考查对气体实验定律的理解和推理能力以及封闭气体压强的求解．