Question

如圖所示的均勻薄壁U形管，左管上端封閉，右管開口且足夠長，管的橫截面積為S，內裝有密度為的液體，右管內有一質量為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，左、右兩管內液面等高，兩管內空氣柱長度均為L，壓強均等于外界大氣壓P₀，重力加速度為g現使左、右兩管溫度同時緩慢升高，在活塞離開卡口上升前，左、右兩管內液面保持不動，試求：

①溫度升高到多少時，右管活塞開始離開卡口上升？

②溫度升高到多少時，左、右兩管內液面高度差為L?

 

Answer 1

【答案】

①②

【解析】①活塞剛離開卡口時，對活塞有                 （1分）

得                                                          （1分）

左、右兩管內氣體體積不變，對右管氣體利用查理定律有              （2分）

得                                                      （1分）

②左管內氣體長度為，壓強為                      （1分）

應用理想氣體的狀態方程有                               （2分）

得