问题
问答题
如图8.3—2，活塞A质量为6.8kg，截面积为100cm2，物体B质量为13.6kg。活塞下面封闭气体温度为17℃，此时质量为100g的空心球刚好对缸底无压力，那么当把物体B撤掉，且气体温度降到7℃时，空心球对缸底的压力多大？（大气压强为1atm，g取10m/s2）
答案
0.08N
取空心球为研究对象，可列式mg=ρ1V0g（ρ1为
气缸内气体密度，V0为空心球体积）
撤去重物B，缸内气体密度减少为ρ2，小球受到缸底的支持力作用。
则：mg=N+ρ2V0g
取缸内气体为研究对象，进行状态分析
初态温度T1=17+273=290K
压强p1=p0+(mA+mB)g/S=1.013×105+（20.4×10）/10-2=1.217×105Pa
末态温度T2=280K
压强p2=p0+mAg/S=1.013×105+(6.8×10)/10-2=1.081×105Pa
由p1v1/T1=p2V2/T2两边都除以气体质量得p1/ρ1T1=p2/ρ2T2，所以ρ2=p2ρ1T1/p1T2=1.081×105×ρ1×290/1.217×105×280=0.92ρ1
∴N=mg-ρ2V0g=mg-0.92ρ1V0g=0.08mg
即：N=0.08×10×0.1=0.08N
根据牛顿第三定律，小球对缸底压力为0.08N.