Question

【題目】一汽缸豎直放在水平地面上，缸體質量，活塞質量，活塞橫截面積，活塞上面的汽缸內封閉了一定質量的理想氣體，下面有氣孔O與外界相通，大氣壓強活塞下面與勁度系數的輕彈簧相連。當汽缸內氣體溫度為時彈簧為自然長度，此時缸內氣柱長度，重力加速度g取，活塞不漏氣且與缸壁無摩擦。求：

此時缸內氣體的壓強為多少？

緩慢升高缸內氣體溫度，當缸體對地面壓力剛好為0時，缸內氣體的壓強為多少？

當缸體緩慢離開地面，缸內氣柱長度時，缸內氣體溫度為多少K？此時彈簧的壓縮量為多少？

Answer 1

【答案】(1)；(2) ；(3)7cm

【解析】

開始時活塞受重力、封閉氣體向下壓力和空氣向上的支持力，

由平衡得：

解得：

當缸體對地面壓力剛好為0時，氣缸受重力，封閉氣體向上的支持力和空氣向下的壓力，根據平衡得：

解得：

以封閉氣體為研究對象

初態：、

末態：、

由理想氣體狀態方程得：

代入數據解得：

對氣缸和活塞整體為研究對象，根據平衡得：

解得：