Question

【题目】如图所示，高度相同的左右两个气缸下端有细管（容积可忽略）连通，左气缸顶部有一 阀门K,右气缸顶部始终与大气相通，两气缸中各有一可自由滑动的活塞（厚度可忽略）。已知左气缸的 容积为V、横截面积为S,左气缸内活塞质量为m，右气缸横截面积为2S。初始时，阀门打开，两个活塞 都在气缸的正中间。关闭K,通过K给气缸充气，使左侧气缸活塞上方气体的压强达到大气压p0的2倍后 关闭K。已知室温为27°C,外界大气压为P0 ,，气缸导热。

（1）右侧气缸内活塞的质量；

（2）稳定后两个活塞的高度差；

（3）再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高120°C ,求此时两个活塞的高度差。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）初始时，下方密闭气体的压强 ①

对右活塞受力分析 ②

解得 ③

（2）下方密闭气体的初状态，， ④

稳定后左侧活塞下降到底端，下方密闭气体等压变化

稳定后两个活塞的高度差 ⑤

（3）缓慢加热过程中，右侧活塞下方密闭气体先做等压变化，当活塞升高到顶部时

根据，解得 ⑥

温度升高到420K，左活塞仍在底端两个活塞的高度差 ⑦