Question

【題目】如圖所示，兩端開口且導熱良好的汽缸豎直固定放置，兩厚度不計的輕質活塞A、B由輕桿相連，兩活塞的橫截面積分別為SA=30cm2，SB=18 cm2 ，活塞間封閉有一定質量的理想氣體。開始時，活塞A距離較粗汽缸底端10cm，活塞B距離較細汽缸頂端25cm，整個裝置處于靜止狀態。此時大氣壓強為p0=1.0×105Pa，汽缸周圍溫度為27。現對汽缸加熱，使汽缸周圍溫度升高到127，不計一切摩擦。

(1)求升高溫度后活塞A上升的高度；（結果保留1位小數）

(2)保持升高后的溫度不變，在活塞A上緩慢放一重物，使活塞A回到升溫前的位置，求連接活塞A、B的輕桿對A的作用力大小。

Answer 1

【答案】(1)20.8cm；(2)60N

【解析】

(1)設升高溫度后活塞A上升的高度為l，已知，，，，由等壓變化得，解得

(2) ，設氣體壓強為，由已知條件可得

，，

由查理定律可得，由于系統處于平衡狀態，對B活塞分析可得

聯立解得