Question

物理高中求助

Answer 1

根据题意，气缸内被封闭的气体属于等温变化过程（气缸气密性、导热性良好，忽略摩擦、环境温度不变）。

已知：气缸横截面积S=10cm²

初始状态氮气柱长度L=21cm

气缸与椅面总质量m=5千克

大气压强p=1×10⁵pa

求：①初始状态封闭气体的压强p₁=？

②若把质量M=30千克的物体放在椅面上，稳定后椅面下降的高度h=？

解：

①以气缸内气体为研究对象，初始状态（未放重物只有椅面和气缸时）气体受到的压强：

p₁=p+mg/S=1×10⁵+5×10/10⁻⁴

=1×10⁵+5×10⁵

=6×10⁵pa

②放上重物后，封闭气体的体积由V₁变到V₂，压强由p₁变到p₂，其中：

p₂=p+（M+m）g/S

=1×10⁵+（30+5）×10/10⁻⁴

=1×10⁵+35×10⁵

=36×10⁵pa

根据p₁V₁=p₂V₂ 即p₁SL=p₂SL₂ 得：

L₂=p₁L/p₂

=6×10⁵×0.21/（36×10⁵）

=0.035（米）=3.5厘米

气缸下降的高度：

h=L-L₂=21厘米-3.5厘米=17.5厘米

下降了不少啊。（自己检查一下数据）