Question

【題目】如圖所示，粗細(xì)均勻的U形管左臂上端封閉，右臂中有一活塞，開(kāi)始時(shí)用手握住活塞，使它與封閉端位于同一高度。U形管內(nèi)盛有密度為ρ=7.5×102kg/m3的液體，兩臂液面處在同一高度，液體上方各封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，氣柱長(zhǎng)都為l0=40cm，氣壓都為p0=6.0×103Pa。現(xiàn)將活塞由圖示的位置緩緩向下移動(dòng)，直至兩臂液面的高度差也為l0。設(shè)整個(gè)過(guò)程兩臂中氣體的溫度保持不變，取g=10m/s2

(1)求最終左右兩臂中氣體的壓強(qiáng)；

(2)求活塞向下移動(dòng)的距離。

Answer 1

【答案】(1)Pa，Pa；(2)44cm

【解析】

(1)設(shè)活塞截面積為S，活塞向下移動(dòng)的距離為d，活塞移動(dòng)后左臂氣體壓強(qiáng)為，右臂氣體壓強(qiáng)為，長(zhǎng)度為，對(duì)左臂氣體由玻意耳定律可得

依題意有

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得

Pa

Pa

(2)對(duì)右臂氣體由玻意耳定律可得

設(shè)活塞向下移動(dòng)的距離為d，依題意有

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得

d=44cm