一水平放置的气缸，由截面积不同的两圆筒联接而成．活塞A、B用一长为
的刚性细杆连接，它们可以在筒内无摩擦地沿地沿水平方向左右滑动．A、B的截面积分别为
、
．A、B之间封闭着一定质量的理想气体．两活塞外侧（A的左方和B的右方）都是大气，大气压强始终保持为
．活塞B的中心连一不能伸长的细线，细线的另一端固定在墙上．当气缸内气体温度为
，活塞A、B的平衡位置如图所示，此时细线中的张力为
．
（1）现使气缸内气体温度由初始的540
缓慢下降，温度降为多少时活塞开始向右移动？
（2）继续使气缸内气体温度下降，温度降为多少时活塞A刚刚右移到两圆筒联接处？
（3）活塞A移到两圆筒联接处之后，维持气体温度不变，另外对B施加一个水平向左的推力，将两活塞慢慢推向左方，直到细线拉力重新变为30N．求此时的外加推力
是多大．
答案
解：（1）设气缸内气体压强为
为细线中的张力，则活塞A、B及细杆这个整体的平衡条件为 
解得 
①
对于初始状态，
，
代入①式，就得到气缸中气体的初始压强：
由①式看出，只要气体压强
，细线就会拉直且有拉力，于是活塞不会移动．使气缸内气体温度降低是等容降温过程，当温度下降使压强降到
时，细线拉力变为零，再降温时活塞开始向右移，设此时温度为
，压强
．有
得 
．
（2）再降温，细线松了，要平衡必有气体压强
．是等压降温过程，活塞右移、体积相应减小，当A到达两圆筒联接处时，温度为
，
得 
（3）维持不变，向左推活塞，是等温过程，最后压强为
．有
推力
向左，由力的平衡条件得
解得 
