Question

【題目】如圖所示，一個開口向上的圓筒氣缸直立于地面上，距缸底2L處固定一個中心開孔的隔板a，在小孔處裝有一個能向下開啟的單向閥門b，只有當上部壓強大于下部壓強時，閥門才開啟。c為一質量與摩擦均不計的活塞，開始時隔板a以下封閉氣體壓強為1.2p0(p0為大氣壓強)隔板以上由活塞c封閉的氣體壓強為p0，活塞c與隔板距離為L。現對活塞c施加一個豎直向下緩慢增大的力F，設氣體溫度保持不變，已知F增大到F0時，可產生向下的壓強為0.2p0，活塞與隔板厚度均可不計，求：

①當力緩慢增大到F0時，活塞c到隔板a的距離是多少?

②當力緩慢增大到4F0時，缸內各部分氣體壓強是多少?

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】

（1）對上面氣體，施加壓力F0時，活塞b開啟時，P0L=1.2P0L1，

解得L1=5L/6

（2）當力為4Fo時，若活塞c還未到活塞a處，P2=1.8P0，
由P1(L1+2L)=1.8P0L2，得L2=17L/9＜2L，
假設不成立，即全部氣體都在隔板a之下，則：P1(L1+2L)=P2L

解得P=1.7P0