问题: 高一物理 气体
如图所示,截面积不等、内壁光滑的竖直汽缸里,A、B两活塞封闭着一定质量的理想气体,两活塞被一根无伸缩性的轻质细绳连接着,并可在管内自由移动。已知活塞A的质量为2m,截面积为2S,活塞B的质量为m,截面积为S,外界大气压强为p0。开始A、B静止在a、b位置,这是被封闭气体的体积为V0。活塞B在一外力的作用下降了l到达b’的位置,同时活塞A到达a’的位置后又处于静止状态,若整个过程中气体温度不变,求外力 F的大小。
答案为什么是[(3mg+p0s)ls]/(V0-ls)?
解答:
解:设初始状态封闭气体的压强P1 ,绳子拉力T1
对A活塞
2P1S=T1+2mg+2P0S
==>T1=2P1S-2mg-2P0S ……(1)
对B活塞
P0S+T1=mg+P1S
==>T1=mg+P1S-P0S…………(2)
联立(1),(2)=====>P1=P0十3mg/S
设最终状态封闭气体的压强P2 ,绳子拉力T2
对A活塞
2P2S=T2+2mg+2P0S
T2=2P2S-2mg-2P0S …(3)
对B活塞
P0S+T2=mg+P2S+F
T2=mg+P2S-P0S+F…… (4)
联立(4)(5)==>P2=3mg+F/S+P0
无伸缩性的轻质细绳
最终状态封闭气体的体积
V2=V0-2LS+LS=V0-LS
P1V0=P2V2
(P0十3mg/S)V0 =(3mg+F/S+P0)(V0-LS)
就可以得到F了
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