Question

如图所示的气缸B中由活塞A封闭了一定质量的理想气体．A的质量m A =10kg，B的质量m B =20kg，A的横截面积

Answer 1

（1）以活塞A和气缸B整体为研究对象，由平衡条件得：

地面对B的支持力N ₁′=m _Ag+m _Bg=（10+20）×10 N=300N

根据牛顿第三定律得，B对地的压力N ₁=N ₁′=300N

（2）同理得 N ₂=m _Ag+m _Bg=（10+20）×10 N=300N

初态：p ₁=p ₀-

m A g

S =（10 ⁵-

10×10

50×10-4 ） Pa=0.8×10 ⁵Pa，T ₁=（273+127）K=400K

末态：p ₂=p ₀+

m B g

S =（10 ⁵+

20×10

50×10-4 ） Pa=1.4×10 ⁵Pa，T ₁=？

根据查理定律得

p 1

T 1 =

p 2

T 2

则得 T ₂=

p 2

p 1 T 1 =700K

∴t ₂=700-273=427℃

答：

（1）此时B对地的压力N ₁的大小是300N．

（2）当B中理想气体温度为t ₂时，B与地面接触但对地的压力为零，此时A对地的压力N ₂的大小是300N，气体温度t ₂是427℃．