Question

【題目】如圖所示，高L上端開口的導熱汽缸與大氣連通，大氣壓強為p0，氣缸內有一厚度不計的光滑導熱活塞，初始時活塞靜止，距離氣缸底部，活塞下氣體的壓強為2p0，求：

(1)若在氣缸上端開口處利用抽氣泵緩緩抽氣，當上部分氣體壓強變為時，活塞距底部的距離；

(2)若初始時將氣缸開口封閉，然后將氣缸緩慢轉動90°至開口向右位置，穩定后活塞距底部的距離。

Answer 1

【答案】(1)；(2)

【解析】

(1)設氣缸截面積為S，活塞質量為m，以下部分封閉氣體為研究對象，

初態：，，故

末態：，？

由玻意耳定律得

解得

即活塞距氣缸底部；

(2)將開口封閉后，上部分氣體質量不再變化，設將氣缸轉90°至開口向右位置穩定后活塞距底部的距離為x，

以上部分氣體為研究對象，初態：，

末態：？，

由玻意耳定律得

以下部分氣體為研究對象，初態：，

末態：，

由玻意耳定律得

解得