Question

8．如圖所示，導(dǎo)熱氣缸平放在水平地面上，用橫截面積為S=0.1×10^-2m²的光滑活塞A和B封閉兩部分理想氣體Ⅰ和Ⅱ，活塞A、B的質(zhì)量分別為m_A=2kg，m_B=4kg，活塞A、B到氣缸底部的距離分別為20cm和8cm．現(xiàn)將氣缸轉(zhuǎn)至開口向上，環(huán)境溫度不變，外界大氣壓強p₀=1.0×10⁵Pa．待狀態(tài)穩(wěn)定時，求活塞A移動的距離．

Answer 1

分析 分別對兩部分封閉氣體研究，找出初末狀態(tài)，根據(jù)玻意而定律列式求解即可．

解答 解：對理想氣體Ⅰ，水平放置時壓強與大氣壓相等，
豎直放置時，對活塞A根據(jù)平衡得：${P_1}={P_0}+\frac{{{m_A}g}}{S}$=$1.0×1{0}^{5}+\frac{2×10}{0.1×1{0}^{-2}}Pa=1.2×1{0}^{5}Pa$
由玻意爾定律P₀L₁S=P₁L₁'S
代入數(shù)據(jù)得 L₁'=0.1m
對理想氣體Ⅱ，水平放置時壓強與大氣壓相等，
${P_2}={P_1}+\frac{{{m_B}g}}{S}$=$1.2×1{0}^{5}+\frac{4×10}{0.1×1{0}^{-2}}Pa=1.6×1{0}^{5Pa}$
由玻意爾定律P₀L₂S=P₂L₂'S
代入數(shù)據(jù)得  L₂'=0.05m
故活塞A移動的距離d=（L₁+L₂）-（L₁'+L₂'）=0.05m
答：活塞A移動的距離為0.5m．

點評 本題考察玻意而定律的簡單應(yīng)用，關(guān)鍵是利用活塞受力平衡找到兩部分封閉氣體的壓強．