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2L处固定一个中心开孔的隔板a，在小孔处装有一个能向下开启的单向阀门b，只有当上部压强大于下部压强时，阀门才开启．C为一质量与摩擦均不计的活塞，开始时隔板以下封闭气体压强为1.2P0（P0为大气压强）；隔板以上由活塞c封闭的气体压强为P0，活塞c与隔板距离为L．现对活塞c施加一个竖直向下缓慢增大的力F，设气体温度保持不变，已知F增大到F0时，可产生向下的压强为0.2P0，活塞与隔板厚度均可不计，求：
（1）当力缓慢增大到2F0时，活塞c距缸底高度是多少？
（2）当力缓慢增大到4F0时，缸内各部分气体压强是多少？
答案
（1）对上面气体，到b开启时，P0?L=1.2P0?L1，L1=
L 5 6
对全部气体，当力为2Fo时，气体的总长度为L1+2L=
L17 6
由玻意耳定律得：1.2P0?
L=1.4P0?L2，17 6
解得，L2=
L17 7
（2）当力为4Fo时，P=1.8P0，
由1.4P0?
L=1.8P0?L3，得L3=17 7
L＜2 L，17 9
全部气体都在隔板a之下，最后气体高度应为L4=2L，设压强为P4
则：1.4P0?
L=P4?L4，17 7
P4=1.7P0
答：
（1）当力缓慢增大到2F0时，活塞c距缸底高度是
L．17 7
（2）当力缓慢增大到4F0时，缸内各部分气体压强是1.7P0．