定后活塞M、N距离底部的高度。
[解析] (1)以两个活塞和重物作为整体进行受力分析得:
pS=mg+p0S
得p=p0+=1.0×105 Pa+ Pa
=1.5×105 Pa。
(2)对下部分气体进行分析,初状态压强为p0,体积为h2S,温度为T1,末状态压强为p,体积设为h3S,温度为T2
由理想气体状态方程可得:=
得:h3=h2=×18 cm=16 cm
对上部分气体进行分析,根据玻意耳定律可得:
p0(h1-h2)S=pLS
得:L=6 cm
故此时活塞M距离底端的距离为
h4=16 cm+6 cm=22 cm。
[答案] (1)1.5×105 Pa (2)22 cm 16 cm
理想气体状态方程的应用要点
(1)选对象:根据题意,选出所研究的某一部分气体,这部分气体在状态变化过程中,其质量必须保持一定。
(2)找参量:找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的一组p、V、T数值或表达式,压强的确定往往是个关键,常需结合力学知识(如力的平衡条件或牛顿运动定律)才能写出表达式。
(3)认过程:过程表示两个状态之间的一种变化方式,除题中条件已直接指明外,在许多情况下,往往需要通过对研究对象跟周围环境的相互关系的分析才能确定,认清变化过程是正确选用物理规律的前提。
(4)列方程:根据研究对象状态变化的具体方式,选用气态方程或某一实验定律,代入具体数值,T必须用热力学温度,p、V的单位需统一,但没有必要统一到国际单位,两边一致即可,最后分析讨论所得结果的合理性及其物理意义。