Question

【題目】如圖，容積為V的汽缸由導熱材料制成，面積為S的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分，汽缸上部通過細管與裝有某種液體的容器相連，細管上有一閥門K.開始時，K關閉，汽缸內上下兩部分氣體的壓強均為p0.現將K打開，容器內的液體緩慢地流入汽缸，當流入的液體體積為時，將K關閉，活塞平衡時其下方氣體的體積減小了.不計活塞的質量和體積，外界溫度保持不變，重力加速度大小為g.求流入汽缸內液體的質量.

Answer 1

【答案】

【解析】

設活塞再次平衡后，活塞上方氣體的體積為V1，壓強為p1，下方氣體的體積為V2，壓強為p2.在活塞下移的過程中，活塞上、下方氣體的溫度均保持不變，由玻意耳定律得

p0·＝p1V1

p0·＝p2V2

由已知條件得

V1＝＋－＝V

V2＝－＝

設活塞上方液體的質量為m，由力的平衡條件得

p2S＝p1S＋mg

聯立以上各式得：m＝.