Question

如圖均勻薄壁U形管，左管上端封閉，右管開口且足夠長，管的截面積為S，內裝有密度為r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、右管內液面等高，兩管內空氣柱長度均為L，壓強均為大氣壓強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，左右兩管液面保持不動，試求：

（1）右管活塞剛離開卡口上升時，右管封閉氣體的壓強P₁；
（2）溫度升高到T₁為多少時，右管活塞開始離開卡口上升。
（3）溫度升高到T₂為多少時，兩管液面高度差為L。

Answer 1

（1）P₀+（2）T₀（1+）（3）（P₀++rgL）

解析試題分析：（1）活塞剛離開卡口時，對活塞
mg+P₀S=P₁S  得 P₁ =P₀+  
（2）兩側氣體體積不變 右管氣體 =  得 T₁=T₀（1+） 
（3）左管內氣體，V₂=S P₂= P₀++rgL
應用理想氣體狀態方程
=
得 T₂=（P₀++rgL）
考點：氣體的狀態方程及等容變化。