Question

如圖所示，開口處帶有卡環的圓柱形導熱氣缸，活塞面積S=10，質量m=0.6kg，與氣缸密閉接觸．整個裝置開口向上，放在溫度為23的室內，缸內被封氣體體積為氣缸容積的一半．現將氣缸緩慢倒置至開口向下，取g=10，p₀=1.0×10Pa．求穩定后缸內氣體的體積和壓強．

Answer 1

V₀；0.8×10⁵Pa。

試題分析：取缸內氣體為研究對象，氣體初狀態壓強為：P₁=P+=1.6×10⁵Pa，體積V₁=V₀/2；
設倒置后活塞未與卡環接觸，則氣體壓強為：P₂=P₀－=0.4×10⁵Pa，假設此時氣體的體積為V₂，
由玻意爾定律P₁V₁=P₂V₂，解得：V₂=2V₀
故假設不成立，故缸內氣體體積應為V₂′=V₀
此時缸內氣體壓強滿足P₂′V₂′=P₁V₁，解得：P₂′=0.8×10⁵Pa。