题目

如图，在竖直放置的气缸内用甲、乙两个活塞封闭一定质量的理想气体，甲、乙活塞的质量分别为m和2m，面积分别为S和2S，两活塞用长度为2L的刚性轻杆（质量不计）连接，活塞与气缸壁之间无摩擦，气缸壁厚度不计。初始时气体温度为 ， 乙活塞与AB的距离为L，降低气体的温度，活塞开始缓慢上升｡已知大气压强为 ， 重力加速度为g。 （1） 求初始时杆的弹力大小和气体的压强； （2） 当乙活塞刚好上升到AB时，气体的温度是多少？ 答案： 解：假设初始时杆的弹力为支持力大小为F，气体压强为p，甲乙受力分析如图所示根据受力平衡可得mg+p0S=pS+F2mg+2pS+F=2p0S解得F=4mgp=p0−3mgS由此可知假设成立，求初始时杆的弹力表现为支持力，大小为4mg，气体的压强p0−3mgS 解：温度降低活塞缓慢上升，此过程为等压变化，在初始状态的体积为V0=3LS末状态的气体体积为V1=2LS设末状态的温度为T1，由盖-吕萨克定律可得V0T0=V1T1解得T1=23T0

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