Question

如图所示，一粗细均匀的圆筒，B端用塞子塞住，A端用一无摩擦滑动的活塞封闭，筒壁C处有一小孔，小孔距B端的塞子25厘米．现在向B端缓慢移动活塞，若大气压强为1.0×10⁵P_a，筒内壁的横截面积为1.2厘米²，筒壁对塞子摩擦力的最大值为18N，温度保持不变，要使塞子不会被顶出，活塞推到离B端塞子的距离不得小于多少？

Answer 1

分析：封闭气体是等温变化，根据玻意耳定律列式求解即可．

解答：解：设活塞距B端塞子L时，塞子刚好末被推出，此时气体压强为p₂，体积为V₂=SL₂；活塞在C孔处时，气体压强p₁=p₀=1.0×10⁵P_a
对气体有：p₁ V₁=p₂ V₂即：p₁ SL₁=p₂ SL₂（1）
塞子刚好末被推出时，对塞子有：p₂S=p₀ S+f_m  （2）
由（1）、（2）得：L₂=10厘米                 （3）
答：要使塞子不会被顶出，活塞推到离B端塞子的距离不得小于10厘米．

点评：本题考查了玻意耳定律的直接运用，关键对活塞受力分析，求解出临界气压，基础题．