Question

如圖均勻薄壁U形管，左管上端封閉，右管開(kāi)口且足夠長(zhǎng)，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(wú)摩擦且不漏氣。溫度為T(mén)₀時(shí)，左、右管內(nèi)液面等高，兩管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，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(kāi)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(kāi)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(kāi)始離開(kāi)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(zhǎng)。

Answer 1

（1）P₀+（2）T₀（1+）（3）（P₀++rgL）

解析試題分析：（1）活塞剛離開(kāi)卡口時(shí)，對(duì)活塞
mg+P₀S=P₁S  得 P₁ =P₀+  
（2）兩側(cè)氣體體積不變 右管氣體 =  得 T₁=T₀（1+） 
（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）
考點(diǎn)：氣體的狀態(tài)方程及等容變化。