问题
问答题
如图所示的气缸是由横截面积不等的两段圆柱形竖直管道A和B相互连结而成，A的截面积Sa=40cm2，B的截面积Sb=20cm2，其中用光滑不漏气的活塞a和b封闭着一定量的理想气体，已知活塞a的质量ma=8kg，活塞b的质量mb=4kg，两活塞用一段不可伸长的细绳相连，最初活塞a位于管道A的下端，此时，气体的温度为-23℃，细绳恰好伸直但无张力，然后对气缸缓慢加热，使气体温度升高，已知大气压强p0=105Pa，求：
（1）温度上升到多高时，两活塞开始上升？
（2）温度上升到多高时，活塞b才能上升到管道B的上端？（g取10m/s2）？
答案
（1）绳子恰无张力时，对活塞b研究有：
P1Sb+mbg=P0Sb
得P1=P0-
=（105-mbg Sb
）Pa=0.8×105Pa 4×10 20×10-4
两活塞开始上升时，a不受管道的支持力，以a、b活塞整体研究，
有：P0Sa+P2Sb+（ma+mb）g=P0Sb+P2Sa，
得：P2=P0+
=（105+(ma+mb)g Sa-Sb
）Pa=1.6×105Pa12×10 20×10-4
此过程气体为等容变化：
=P1 T1 P2 T2
得T2=
T1=P2 P1
×250K=500K1.6×105 0.8×105
（2）从活塞恰开始上升到b活塞升到B的上端，此过程气体为等压变化：
则有
=V2 T2 V3 T3
得 T3=
T2=V3 V2
T2=Sa′ Sb′
×500K=1000K40 20
答：
（1）温度上升到500K时，两活塞开始上升．
（2）温度上升到1000K时，活塞b才能上升到管道B的上端．