问题
计算题
如图所示,一开口气缸内盛有密度为ρ的某种液体;一长为l的粗细均匀的小瓶底朝上漂浮在液体中,平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为l/4。现用活塞将气缸封闭(图中未画出),使活塞缓慢向下运动各部分气体的温度均保持不变。当小瓶的底部恰好与液面相平时,进入小瓶中的液柱长度为l/2,求此时气缸内气体的压强。大气压强为P0,重力加速度为g。
答案
解:设当小瓶内气体的长度为3/4l时,压强为p1;当小瓶的底部恰好与液面相平时,瓶内气体的压强为P2,气缸内气体的压强为p3
依题意 ①
由玻意耳定律 ②
式中S为小瓶的横截面积,联立①②两式,得
③
又有 ④
联立③④式,得