Question

【題目】如圖所示，一總長(zhǎng)度為L導(dǎo)熱性能良好的汽缸放置在水平面上，開口向左。用橫截面積為S的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，活塞靜止時(shí)距汽缸底部L/2 �，F(xiàn)保持溫度不變，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)汽缸．使其開口豎直向上放置，活塞最終靜止時(shí)距汽缸底部L/4。已知大氣壓強(qiáng)為po，不計(jì)活塞厚度，活塞與汽缸無(wú)摩擦接觸且氣密性良好。重力加速度為g。

(1)求活塞質(zhì)量m；

(2)現(xiàn)用外力F緩慢豎直向上拉動(dòng)活塞，活塞到達(dá)汽缸上邊緣時(shí)，汽缸恰好對(duì)地面無(wú)壓力。求此時(shí)所施加外力F的大小。

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

(1)開始時(shí)，汽缸開口向左，氣體壓強(qiáng)為 ，體積為，開口幣豎直放置時(shí)，設(shè)氣體壓強(qiáng)為，體積為，溫度不變，由公式得：

解得：

汽缸開口幣，活塞靜止時(shí)受力分析得：

解得： ；

(2)活塞與汽缸處于平衡狀態(tài)，氣體壓強(qiáng)為

體積為SL，溫度不變，由公式得：

解得： 。