问题
问答题
如图所示的气缸B中由活塞A封闭了一定质量的理想气体．A的质量mA=10kg，B的质量mB=20kg，A的横截面积S=50cm2，A可在B中无摩擦地滑动．（大气压P0=105Pa，g=10m/s2）
（1）当B中理想气体的温度t1=127℃时，A与地面接触但对地的压力为零，求此时B对地的压力N1的大小．
（2）当B中理想气体温度为t2时，B与地面接触但对地的压力为零，求此时A对地的压力N2的大小，气体温度t2是多大？
答案
（1）以活塞A和气缸B整体为研究对象，由平衡条件得：
地面对B的支持力N1′=mAg+mBg=（10+20）×10 N=300N
根据牛顿第三定律得，B对地的压力N1=N1′=300N
（2）同理得 N2=mAg+mBg=（10+20）×10 N=300N
初态：p1=p0-
=（105-mAg S
） Pa=0.8×105Pa，T1=（273+127）K=400K10×10 50×10-4
末态：p2=p0+
=（105+mBg S
） Pa=1.4×105Pa，T1=？20×10 50×10-4
根据查理定律得
=p1 T1 p2 T2
则得 T2=
T1=700K p2 p1
∴t2=700-273=427℃
答：
（1）此时B对地的压力N1的大小是300N．
（2）当B中理想气体温度为t2时，B与地面接触但对地的压力为零，此时A对地的压力N2的大小是300N，气体温度t2是427℃．