Question

【題目】如圖所示，一豎直放置、缸壁光滑且導(dǎo)熱良好的柱形氣缸內(nèi)盛有一定量的理想氣體，活塞將氣體分隔成體積相同的A、B兩部分；已知活塞的面積為S，此時(shí)A中氣體的壓強(qiáng)為P0．現(xiàn)將氣缸緩慢平放在水平桌面上，穩(wěn)定后A、B兩部分氣體的體積之比為1：2．在整個(gè)過(guò)程中，沒(méi)有氣體從一部分通過(guò)活塞逸入另一部分，外界氣體溫度不變．求：

I.氣缸平放時(shí)兩部分氣體的壓強(qiáng)；

II.活塞的質(zhì)量m．

Answer 1

【答案】(1)1.5P0；(2)

【解析】

找出氣缸豎直放置和水平放置時(shí)，AB兩部分氣體的狀態(tài)參量，結(jié)合玻意耳定律列方程求解.

（1）對(duì)A部分氣體，氣缸豎直放置時(shí)：氣體的壓強(qiáng)：pA=p0，體積VA=V

水平放置時(shí)氣體的壓強(qiáng)pA′，體積為VA′=V

由玻意耳定律pAVA=pA′VA′

解得pA′=1.5p0

（2）對(duì)B部分氣體，氣缸豎直放置時(shí)：氣體的壓強(qiáng)：pB=pA+mg/S，體積VB=V

水平放置時(shí)氣體的壓強(qiáng)pB′=pA′，體積為VB′=V

由玻意耳定律pBVB=pB′VB′

解得m=p0S/g