Question

（2014?日照二模）有一导热气缸，气缸内用质量为m的活塞密封一定质量的理想气体，活塞的横截面积为S，大

（2014?日照二模）有一导热气缸，气缸内用质量为m的活塞密封一定质量的理想气体，活塞的横截面积为S，大气压强为P0．如图所示，气缸水平放置时，活塞距离气缸底部的距离为L，现将气缸竖立起来，活塞将缓慢下降，不计活塞与气缸间的摩擦，不计气缸周围环境温度的变化，求活塞静止时到气缸底部的距离．

Answer 1

由于气缸导热，且不计环境温度的变化，将气缸由水平放置变成竖直放置，
直到活塞不再下降的过程中，缸内密闭的气体经历的是等温过程，
设此时活塞到气缸底部的距离为h．  
气缸水平放置时，对活塞有：p₁S-p₀S=0，
气缸竖直放置后活塞静止时，对活塞有：p₂S-mg-p₀S=0
对上述过程中的气体，据玻意耳定律有：p₁LS=p₂hS，
解得：h＝

p0S

p0S+mg

L；
答：活塞静止时到气缸底部的距离：h＝

p0S

p0S+mg

L．