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(nèi)裝有密度為的液體，右管內(nèi)有一質(zhì)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(shí)，左、右兩管內(nèi)液面等高，兩管內(nèi)空氣柱長度均為L，壓強(qiáng)均等于外界大氣壓P₀，重力加速度為g現(xiàn)使左、右兩管溫度同時(shí)緩慢升高，在活塞離開卡口上升前，左、右兩管內(nèi)液面保持不動(dòng)，試求：

①溫度升高到多少時(shí)，右管活塞開始離開卡口上升？

②溫度升高到多少時(shí)，左、右兩管內(nèi)液面高度差為L?

 

Answer 1

①②

解析:①活塞剛離開卡口時(shí)，對活塞有                （1分）

得                                                         （1分）

左、右兩管內(nèi)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(nèi)氣體長度為，壓強(qiáng)為                     （1分）

應(yīng)用理想氣體的狀態(tài)方程有                              （2分）

得