问题
问答题
一个内壁光滑的圆柱形气缸，质量为M，高度为L，、底面积为S．缸内有一个质量为m的活塞，封闭了一定质量的理想气体，不计活塞厚度．温度为t0时，用绳子系住活塞将气缸悬挂起来，气缸内气体高为L1，如图甲所示．如果用绳子系住气缸底，将气缸倒过来悬挂起来，气缸内气体高为L2，如图乙所示．设两种情况下气缸都处于竖直状态，求：
（1）当时的大气压强；
（2）图乙状态时温度升高到多少℃时，活塞将与气缸脱离？
答案
（1）在甲图中对圆柱形气缸进行受力分析得：p1=p0-
，Mg S
在乙图中对活塞进行受力分析得：p2=p0-
，mg S
一定质量的理想气体从甲图到乙图发生的是等温变化，所以得：p1L1S=p2L2S
所以（p0-
）L1S=（p0-Mg S
）L2S，mg S
可解得p 0=(ML1-mL2)g (L1-L2)S
（2）图乙状态时，一定质量的理想气体温度升高，在活塞将与气缸脱离前发生的是等压变化，得：
=L2S t0+273 LS t+273
得 t=
-273 L(t0+273) L2
答：（1）当时的大气压强为
；(ML1-mL2)g (L1-L2)S
（2）图乙状态时温度升高到
-273°C时，活塞将与气缸脱离．L(t0+273) L2
