
如图所示的装置由内壁光滑且导热性能良好的两个汽缸连通而成,汽缸内的理想气体被活塞A、B分成Ⅰ、Ⅱ两部分,其横截面积分别为和
,活塞A、B的质量分别为
,厚度均忽略不计。汽缸底部通过阀门与气泵相连,每次可往容器中充入压强为
,体积
的空气,充气过程温度始终保持不变。活塞
到汽缸连接处的距离分别为
和
,活塞A距离汽缸上端开口处以及活塞B距离汽缸底端的距离均为
。环境温度保持不变,大气压强
,活塞密封良好,空气可视为理想气体,不计与阀门相连的软管的体积,取
。
(1)求充气前Ⅱ部分气体的压强;
(2)充气多少次,可使活塞B恰好运动至汽缸连接处?求此时活塞A、B之间的距离。
【答案】(1) (2)8次 ,
【详解】(1)假设Ⅰ、Ⅱ两部分气体的压强分别为,
,分别以活塞A和活塞B为研究对象
则(1分)
(1分)
联立解得(1分)
(2)充气使活塞B运动至汽缸连接处的过程中,Ⅰ、Ⅱ两部分气体的压强均保持不变
由理想气体实验定律可知(1分)
解得
设此时两活塞之间的距离为,则
(1分)
解得(1分)
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