Question

【題目】如圖，導熱性能良好的氣缸，質量M=18kg、高L=1. 02m，開口向上放置在水平地面上，氣缸中有橫截面積、質量m=2kg的活塞，活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內。當外界溫度t=27℃、大氣壓Pa時，氣柱高度h=0. 80m，不計氣缸和活塞的厚度及兩者間的摩擦，取g=10m/s2，求：

（i）氣柱高度h=0. 80m時氣缸內的氣體壓強p1；

（ii）氣溫保持不變，在活塞上施加豎直向上并緩慢增大的拉力F，請通過分析判斷最終氣缸能否被提離地面。

Answer 1

【答案】(1)Pa；（ii）最終汽缸能被提離地面

【解析】

(1)氣柱高度為h=0. 80m時，對活塞由受力平衡得

解得Pa

（ii）設汽缸沒被提離地面前活塞能被拉至汽缸頂端，此時汽缸內氣體壓強為p2，由玻意耳定律得

在汽缸頂端對活塞由受力平衡得

解得 F=220N

由于，故最終汽缸能被提離地面