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(nèi)裝有密度為r 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、右管內(nèi)液面等高，兩管內(nèi)空氣柱長度均為L，壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)P₀，重力加速度為g�，F(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，左右兩管液面保持不動(dòng)，試求：

①右管活塞剛離開卡口上升時(shí)，右管封閉氣體的壓強(qiáng)P₁；

②溫度升高到T₁為多少時(shí)，右管活塞開始離開卡口上升；

③溫度升高到T₂為多少時(shí)，兩管液面高度差為 L。

 

Answer 1

【答案】

①P₀+  ②T₁=T₀（1+）③T₂=（P₀++rgL）

【解析】①活塞剛離開卡口時(shí)，對(duì)活塞mg+P₀S=P₁S                       

得P₁ =P₀+                                         （3分）

②兩側(cè)氣體體積不變 右管氣體 =    得T₁=T₀（1+）         （3分）

③左管內(nèi)氣體，V₂=S   P₂= P₀++rgL

應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程  =   得T₂=（P₀++rgL）    （3分）

本題考查氣體狀態(tài)方程，以活塞為研究對(duì)象分析受力，列式求解，分析兩個(gè)狀態(tài)根據(jù)氣體狀態(tài)方程求溫度