Question

【题目】一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为PⅠ0 ， 如图（a）所示，若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积之比为3：1，如图（b）所示．设外界温度不变，已知活塞面积为S，重力加速度大小为g，求活塞的质量．

Answer 1

【答案】解：设活塞的质量为m，气缸倒置前下部气体的压强为pⅡ0 ，
倒置后上下气体的压强分别为pⅡ、pⅠ ，
由力的平衡条件得： ， ，
倒置过程中，两部分气体均经历等温过程，设气体的总体积为V0 ，
由玻意耳定律得： ， ，
解得： ；
答：活塞质量为
【解析】气体发生等温变化，根据题意求出气体的状态参量，然后应用玻意耳定律解题．