问题
问答题
如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积50cm2，厚度1cm，气缸全长21cm，气缸质量20kg，大气压强为1×105Pa，活塞封闭的气柱长10cm，用温度传感器测得封闭气体温度为7℃．若将气缸缓慢倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．g取10m/s2．求：
（1）气柱多长？
（2）当温度多高时，缸底刚好对地面无压力？（活塞摩擦不计）
答案
解（1）开始封闭气体的压强p1=p0+
=1×105+mg s
=1.2×105Pa，10×10 50×10-4
气缸倒过来后，气体的压强p2=p0-
=1×105-mg s
=0.8×105Pa，10×10 50×10-4
气体发生等温变化，由玻意耳定律得：
p1L1S=p2L2S，解得L2=15cm；
（2）开始气体压强p1=1.2×105Pa，体积V1=L1S=10S，温度T1=237+7=280K，
缸底刚好对地面无压力时，气体压强p3=p0+
=1×105+Mg S
=1.4×105Pa，20×10 50×10-4
气体体积V3=L3S=（21-1）S=20S，由理想气体状态方程得：
=p1V1 T1
，解得：T3≈653K；p3V3 T3
答：（1）气柱长15cm．
（2）当温度653K时，缸筒刚好对地面无压力．