Question

【题目】如图所示，一个开口向上的圆筒气缸直立于地面上，距缸底2L处固定一个中心开孔的隔板a，在小孔处装有一个能向下开启的单向阀门b，只有当上部压强大于下部压强时，阀门才开启。c为一质量与摩擦均不计的活塞，开始时隔板a以下封闭气体压强为1.2p0(p0为大气压强)隔板以上由活塞c封闭的气体压强为p0，活塞c与隔板距离为L。现对活塞c施加一个竖直向下缓慢增大的力F，设气体温度保持不变，已知F增大到F0时，可产生向下的压强为0.2p0，活塞与隔板厚度均可不计，求：

①当力缓慢增大到F0时，活塞c到隔板a的距离是多少?

②当力缓慢增大到4F0时，缸内各部分气体压强是多少?

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】

（1）对上面气体，施加压力F0时，活塞b开启时，P0L=1.2P0L1，

解得L1=5L/6

（2）当力为4Fo时，若活塞c还未到活塞a处，P2=1.8P0，
由P1(L1+2L)=1.8P0L2，得L2=17L/9＜2L，
假设不成立，即全部气体都在隔板a之下，则：P1(L1+2L)=P2L

解得P=1.7P0