Question

【題目】如圖均勻薄壁U形管，左管上端封閉，右管開口且足夠長，管的截面積為S，內(nèi)裝有密度為r的液體。右管內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞擱在固定卡口上，卡口與左管上端等高，活塞與管壁間無摩擦且不漏氣。溫度為T0時(shí)，左、右管內(nèi)液面等高，兩管內(nèi)空氣柱長度均為L，壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)P0，重力加速度為g。現(xiàn)使左右兩管溫度同時(shí)緩慢升高，在活塞離開卡口上升前，左右兩管液面保持不動，試求：

（1）右管活塞剛離開卡口上升時(shí)，右管封閉氣體的壓強(qiáng)P1；

（2）溫度升高到T1為多少時(shí)，右管活塞開始離開卡口上升。

（3）溫度升高到T2為多少時(shí)，兩管液面高度差為L。

Answer 1

【答案】（1）P0+（2）T0（1+）（3）（P0++rgL）

【解析】試題分析：（1）活塞剛離開卡口時(shí)，對活塞

mg+P0S=P1S 得 P1=P0+

（2）兩側(cè)氣體體積不變 右管氣體=得 T1=T0（1+）

（3）左管內(nèi)氣體，V2=S P2= P0++rgL

應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程

=

得 T2=（P0++rgL）