Question

20．如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的高为2h圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动．开始时气柱高度为h，将气缸倒转过来，再次平衡后气柱高度变为$\frac{3}{2}$h．保持气体温度不变，已知大气压强P₀，气缸横截面积为S，重力加速度为g．求：活塞的质量M．

Answer 1

分析 气缸内壁导热良好，故封闭气体做等温变化，根据玻意而定律列式求解

解答 解：（1）气体初态压强P₁=P₀+$\frac{Mg}{S}$，体积为：V₁=hS
末态缸倒转后P₂=P₀-$\frac{Mg}{S}$，体积为：V₂=1.5hS
由玻意尔定律得：P₁V₁=P₂ V₂
解得：M=$\frac{{P}_{0}S}{5g}$
答：活塞的质量为$\frac{{P}_{0}S}{5g}$

点评 本题关键是利用活塞根据平衡求解封闭气体的压强，然后根据玻意而定律列式求解即可