Question

【题目】如图所示，均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长。管的横截面积为S，内装密度为ρ的液体。右管内有一质量m的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气。温度为T0时，左、右管内液面高度相等，两管内空气柱长度均为L，压强均为大气压强p0。现使两管温度同时缓慢升高，求

（ⅰ）温度升高到多少时，右管活塞开始离开卡口上升？

（ⅱ）继续升温，当温度升高到多少时，左管内液面下降h？

Answer 1

【答案】（1） (2)

【解析】

（ⅰ）活塞未离开卡口前，右管内气体发生等容变化，由查理定律有

刚离开时，由活塞平衡可知

解得

（ⅱ）随着活塞上升，右管内气体的压强不变；当左管液面下降h时，左管气体的压强为

对左管气体，由理想气体状态方程有

。