Question

【题目】如图所示，粗细均匀的U形管左臂上端封闭，右臂中有一活塞，开始时用手握住活塞，使它与封闭端位于同一高度。U形管内盛有密度为ρ=7.5×102kg/m3的液体，两臂液面处在同一高度，液体上方各封闭有一定质量的理想气体，气柱长都为l0=40cm，气压都为p0=6.0×103Pa。现将活塞由图示的位置缓缓向下移动，直至两臂液面的高度差也为l0。设整个过程两臂中气体的温度保持不变，取g=10m/s2

(1)求最终左右两臂中气体的压强；

(2)求活塞向下移动的距离。

Answer 1

【答案】(1)Pa，Pa；(2)44cm

【解析】

(1)设活塞截面积为S，活塞向下移动的距离为d，活塞移动后左臂气体压强为，右臂气体压强为，长度为，对左臂气体由玻意耳定律可得

依题意有

联立代入数据解得

Pa

Pa

(2)对右臂气体由玻意耳定律可得

设活塞向下移动的距离为d，依题意有

联立代入数据解得

d=44cm