Question

【题目】如图所示，固定的气缸Ⅰ和气缸Ⅱ的活塞用硬杆相连，两活塞横截面积的大小满足S1=2S2，气缸用导热材料制成，内壁光滑，两活塞可自由移动。初始时两活塞静止不动，与气缸底部的距离均为h，环境温度为T1=300 K，外界大气压强为p0，气缸Ⅱ内气体压强p2=0.5p0。现给气缸Ⅰ缓慢加热，使活塞缓慢移动。求：

（1）加热前气缸Ⅰ内气体的压强；

（2）活塞移动h/2距离时（此时活塞没有脱离气缸），气缸Ⅰ内气体的温度。

Answer 1

【答案】（1）0.75P0 (2)

【解析】

（1）对活塞整体进行受力分析，根据共点力的平衡有：

代入解得：

（2）将气缸Ⅰ加热过程中，Ⅰ、Ⅱ两部分气体状态变化满足气体方程，终态时活塞整体仍满足共点力平衡条件。对气体Ⅰ：

对气体Ⅱ有：

根据活塞平衡：

联立解得：