如图所示,内壁光滑、截面积不相等的圆柱形气缸竖直放置,气缸上、下两部分的横截面积分别为2S和S.在气缸内有A、B两活塞封闭着一定质量的理想气体,两活塞用一根长为的细轻杆连接,两活塞导热性能良好,并能在气缸内无摩擦地移动.已知活塞A的质量是2m,活塞B的质量是m.当外界大气压强为p0、温度为T0时,两活塞静止于如图所示位置.
21.求此时气缸内气体的压强.
22.若用一竖直向下的拉力作用在B上,使A、B一起由图示位置开始缓慢向下移动/2的距离,又处于静止状态,求这时气缸内气体的压强及拉力F的大小.设整个过程中气体温度不变.
p1=p0+3mg/S
以两活塞整体为研究对象,设此时气缸内气体压强为p1,根据平衡条件则有:p0S+3mg=p1S 解得:p1=p0+3mg/S
以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件列式求解气缸内气体的压强.
对于封闭气体,常常以与气体接触的活塞或水银为研究对象,根据平衡条件求压强
F=p0S/3+mg
初态:p1=p0+3mg/S,V1=2lS 末态:p2,V2=3lS/2
根据玻意耳定律有:(p0+3mg/S)2lS=p2(3lS/2)
解得:p2=4(p0+3mg/S)/3
以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件有:
p2S=F+p0S+3mg
解得F=p0S/3+mg
整个过程中,气体的温度不变,发生等温变化.列出初态气缸内气体的压强和体积及末态气体的体积,由玻意耳定律列式求得末态气体的压强,再以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件求解拉力F的大小
对于封闭气体,常常以与气体接触的活塞或水银为研究对象,根据平衡条件求压强