问题
问答题
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ρ的液体．右管内有一质量为m的活塞与左管上端等高，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，已知大气压强为P0，重力加速度为g．现使左管气体温度缓慢升高，试求：两管液面高度差为L时，左管内气体温度T．
答案
对活塞有：
mg+P0S=P1S
得：P1=P0+mg S
左管内气体，V2=3
SL 2
P2=P0+
+ρgLmg S
应用理想气体状态方程有：
=(P0+
)sLmg S T0 (P0+
+ρgL)Smg S 3L 2 T1
得：T=3(P0+
+ρgL)T0mg S 2(P0+
)mg s
答：左管内的气体温度为：3(P0+
+ρgL)T0mg S 2(P0+
)mg s