问题
问答题
U形管两臂粗细不等开口向上，封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76cmHg．开口管中水银面到管口距离为11cm，且水银面比封闭管内高4cm，封闭管内空气柱长为11cm，如图所示．现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：
（1）粗管中气体的最终压强；
（2）活塞推动的距离．
答案
设左管横截面积为S，则右管横截面积为3S，
（1）以右管封闭气体为研究对象，
P1=80cmHg，V1=11×3S=33S
V2=10×3S=30S
等温变化：P1•V1=P2•V2
80×33S=P2•30S
P2=88cmHg
（2）以左管被活塞封闭气体为研究对象，
P1=76cmHg，V1=11S，P2=88cmHg
等温变化：P1•V1=P2•V2
V2=9.5Scm
活塞推动的距离：L=11+3-9.5=4.5cm
答：（1）粗管中气体的最终压强为88cmHg；
（2）活塞推动的距离为4.5cm．