问题
问答题
如图所示，一个开口向上的圆筒气缸直立于地面上，距缸底
处固定一个中心开孔的隔板a，在小孔处装有一个只能向下开启的单向阀门b，即只有当上部压强大于下部压强时，阀门开启，c为一质量与摩擦均不计的活塞，开始时隔板以下封闭空气压强为2
(为大气压)，隔板以上由活塞c封闭空气压强为，活塞c与隔板距离为
．现缓慢地将铁砂加在活塞c上，已知铁砂质量为
时，可产生向下的压强为，并设气体温度保持不变，活塞、缸壁与隔板厚度均可不计，求：
(1)当堆放铁砂质量为
时，活塞c距缸底高度是多少？
(2)当堆放铁砂质量为
时，缸内各部分气体压强是多少？
答案
（1）
（2）4P0
(1)堆放
铁砂时，阀门已开启．
对隔板上部气体：
得
．
对隔板下部气体：
得
∴活塞C距缸底高为L=
(2)堆放
铁砂时，阀门仍开启．
对全部气体：3
·
·xS得x=
(∵C不会越过隔板，不合理)．
实际上，活塞C压在隔板上，气体体积为
，则
，
即