Question

【题目】如图所示，一小车静止在水平地面上，车上固定着一个导热良好的圆柱形密闭气缸，在气缸正中间有一横截面积为3×10﹣4m2的活塞，活塞厚度及活塞与气缸内壁间的摩擦可忽略不计。此时活塞左右两侧的气体A、B的压强均为1.0×105Pa．现缓慢增加小车的加速度，最后小车以20m/s2的加速度向右匀加速运动时，A气体的体积正好是原来的一半，若环境温度保持不变，试求：

（1）小车向右匀加速运动时A、B两部分气体的压强PA和PB；

（2）活塞的质量。

Answer 1

【答案】（1）2.0×105Pa和×105Pa（2）2kg

【解析】

环境温度不变，气缸导热吸性能良好，气体温度保持不变，根据题意，求出两气体初末状态的状态参量，然后应用玻意耳定律求出活塞的质量。

（1）起始时气体压强用P表示，体积用V表示，A、B两部分气体状态相同，

对A气体，末状态体积VA=，

由玻意耳定律有：PV=PAVA 可得：PA=2.0×105Pa；

对B气体，末状态体积VB=，

由玻意耳定律有：PV=PBVB 可得：PB=23×105Pa；

（2）对活塞由牛顿第二定律有：（PA﹣PB）S=ma

解得：m=2Kg。