Question

（9分）如圖，氣缸由兩個橫截面不同的圓筒連接而成，活塞A、B被輕質剛性細桿連接在一起，可無摩擦移動A、B的質量分別為m_A＝12kg。m_B＝8.0kg,橫截面積分別為s₁＝4.0×1O^-2m²Sg＝2.0×l0^-2m²一定質量的理想氣體被封閉在兩活塞之間,活塞外側大氣壓強Po＝1.0×l0⁵Pa

  

 

①氣缸水平放置達到如圖1所示的平衡狀態，求氣體的壓強?

②已知此時氣體的體積V₁=2.0×10^-2m³,現保持溫度不變力氣缸豎直放置，達到平衡后如圖2所示,與圖1相比.活塞在氣缸內移動的距離l為多少？取重力加速度g＝10m/s²

 

Answer 1

【答案】

①     ②  9.1×10^-2m

【解析】

試題分析：利用氣態方程解題關鍵是確定狀態，明確狀態參量，根據活塞和桿處于平衡狀態，對其進行受力分析，求壓強．

①氣缸處于圖1位置時，設氣缸內氣體壓強為P₁，對于活塞和桿，由力的平衡條件得：　　    

解得 　　　　 　

②氣缸處于圖2位置時，設氣缸內氣體壓強為P₂，對于活塞和桿，由力的平衡條件得

 　　　

設V₂為氣缸處于圖2位置時缸內氣體的體積，氣缸水平放置變為豎直放置是等溫過程，由玻意耳定律可得

由幾何關系可得  

由以上各式解得　　l = 9.1×10^-2m

考點： 本題考查對氣體實驗定律的理解和推理能力以及封閉氣體壓強的求解．