Question

如圖，氣缸由兩個橫截面不同的圓筒連接而成，活塞A、B被輕質剛性細桿連接在一起，可無摩擦移動A、B的質量分別為m_A＝12kg。m_B＝8.0kg,橫截面積分別為s₁＝4.0×1O^-2m²Sg＝2.0×l0^-2m²一定質量的理想氣體被封閉在兩活塞之間,活塞外側大氣壓強Po＝1.0×l0⁵Pa
　①氣缸水平放置達到如圖1所示的平衡狀態,求氣體的壓強?
　②已知此時氣體的體積V₁=2.0×10^-2m³,現保持溫度不變力氣缸豎直放置，達到平衡后如圖2所示,與圖1相比.活塞在氣缸內移動的距離J為多少？取重力加速度g＝10m/s²

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Answer 1

氣缸處于圖1位置時，設氣缸內氣體壓強為P₁，對于活塞和桿，力的平衡條件為　　PoS_A+P₁S_B=P₁S_A+PoS_B ①
　　　解得 P₁=Po=1.0×10⁵Pa ②
　（2）氣缸處于圖2位置時，設氣缸內氣體壓強為P₂，對于活塞和桿，力的平衡條件為
　　　　PoS_A+P₂S_B+(m_A+m_B)g=P₂S_A+PoS_B ③
　　　設V₂為氣缸處于圖2位置時缸內氣體的體積，由玻意耳定律可得
　　　　P₁V₁=P₂V₂
　　　由幾何關系可得
　　　　V₁-V₂=l(S_A-S_B) ③
　　　由以上各式解得
　　　　l=9.1×10^-2m ⑤