(2)由初始状态的力学平衡条件可知,左活塞的质量比右活塞的质量大.打开K后,左活塞下降至某一位置,右活塞必须升至气缸顶,才能满足力学平衡条件.气缸顶部与外界接触,底部与恒温热源接触,两部分气体各自经历等温过程.设左活塞上方气体最终压强为p,由玻意耳定律得:pVx=·,
(p+p0)(2V0-Vx)=p0·V0,
联立上述二式得:6V-V0Vx-V=0,
其解为:Vx=V0;另一解Vx=-V0,不合题意,舍去.
例3 如图2所示,一定质量的气体放在体积为V0的容器中,室温为T0=300 K,有一光滑导热活塞C(不占体积)将容器分成A、B两室,B室的体积是A室的两倍,A室容器上连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计),两边水银柱高度差为76 cm,右室容器中连接有一阀门K,可与大气相通(外界大气压等于76 cmHg).求:
图2
(1)将阀门K打开后,A室的体积变成多少?
(2)打开阀门K后将容器内的气体从300 K分别加热到400 K和540 K时,U形管内两边水银面的高度差各为多少?
答案 (1)V0 (2)0 15.2 cm