问题
计算题
如图均匀薄壁U形管,左管上端封闭,右管开口且足够长,管的截面积为S,内装有密度为r的液体。右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上,卡口与左管上端等高,活塞与管壁间无摩擦且不漏气。温度为T0时,左、右管内液面等高,两管内空气柱长度均为L,压强均为大气压强P0,重力加速度为g。现使左右两管温度同时缓慢升高,在活塞离开卡口上升前,左右两管液面保持不动,试求:
(1)右管活塞刚离开卡口上升时,右管封闭气体的压强P1;
(2)温度升高到T1为多少时,右管活塞开始离开卡口上升。
(3)温度升高到T2为多少时,两管液面高度差为L。
答案
(1)P0+(2)T0(1+
)(3)
(P0+
+rgL)
题目分析:(1)活塞刚离开卡口时,对活塞
mg+P0S=P1S 得 P1 =P0+
(2)两侧气体体积不变 右管气体 =
得 T1=T0(1+
)
(3)左管内气体,V2=S P2= P0+
+rgL
应用理想气体状态方程
=
得 T2=(P0+
+rgL)