Question

如圖所示，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，內裝密度為ρ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．溫度為時，左、右管內液面高度相等，兩管內空氣柱長度均為l，壓強均為大氣壓強．現使兩邊溫度同時逐漸升高，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，左管內液面下降h？

Answer 1

    （1）      （2）

解析:

 (1)右管內氣體為等容過程

　　　　①

　　　　②

　　由①②式得　　③

　　(2)對左管內氣體列出狀態方程

　　　　④

　　＝(＋mg/S＋2ρgh)(l＋h)　　⑤

　　＝(l＋h)S　　⑥

　　∴　　⑦