Question

【题目】如图所示，一总长度为L导热性能良好的汽缸放置在水平面上，开口向左。用横截面积为S的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞静止时距汽缸底部L/2 。现保持温度不变，缓慢转动汽缸．使其开口竖直向上放置，活塞最终静止时距汽缸底部L/4。已知大气压强为po，不计活塞厚度，活塞与汽缸无摩擦接触且气密性良好。重力加速度为g。

(1)求活塞质量m；

(2)现用外力F缓慢竖直向上拉动活塞，活塞到达汽缸上边缘时，汽缸恰好对地面无压力。求此时所施加外力F的大小。

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

(1)开始时，汽缸开口向左，气体压强为 ，体积为，开口币竖直放置时，设气体压强为，体积为，温度不变，由公式得：

解得：

汽缸开口币，活塞静止时受力分析得：

解得： ；

(2)活塞与汽缸处于平衡状态，气体压强为

体积为SL，温度不变，由公式得：

解得： 。