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L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2L.现缓慢地将铁砂加在活塞c上,并设气体温度保持不变,已知铁砂质量为m0时,可产生向下的压强为P0,活塞、缸壁与隔板厚度均可不计,求:

(1)当堆放铁砂质量为2m0时,活塞c距缸底高度是多少?

(2)当堆放铁砂质量为4m0时,缸内各部分气体压强是多少?

答案

(1)研究上部气体,至b开启时,P0?2L=2P0?L1,L1=L

研究全部气体,铁砂质量为2m0时,2P0?2L=3P0?L2L2=

4
3
L

(2)当铁砂质量为4m0时,P=5P0,3P0?

4
3
L=5P0?L3,L3=
4
5
L
>L,

全部气体都在隔板a之下,此时气体高度应为L4=L,设此时的压强为P4

则:3P0?

4
3
L=P4?L4,P4=4P0  

答:(1)活塞c距缸底高度是

4L
3

(2)缸内各部分气体压强是4P0

问答题
填空题