如图所示的均匀薄壁U形管,左管上端封闭,横截面积为S,右管开口且足够长,横截面积为2S,内装密度为ρ的

2025-05-11 07:10:00
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回答1:


(1)右管中的气体在活塞刚离开卡口时的压强为P,
  P=P 0 +
mg
2S

温度升高到活塞刚离开卡口的过程中,右管中气体经历了等容过程,根据查理定律可得:
 
P
P 0
=
T
T 0

解得,T=
P T 0
P 0
=(1+
mg
2 P 0 S
)T 0
(2)当左管中液面下降h时,右管中升高0.5h,高度差达到1.5h,设此时左管中气体的压强为P′,温度为T′
  P′=P 0 +
mg
2S
+1.5ρgh
根据理想气体状态方程
 
P 0 LS
T 0
=
P′(L+h)S
T′

则得 
P 0 LS
T 0
=
( P 0 +
mg
2S
+1.5ρgh)(L+h)S
T′

 解得 T′=
( P 0 +
mg
2S
+1.5ρgh)(L+h) T 0
P 0 L

答:
(1)温度升高到(1+
mg
2 P 0 S
)T 0 时,右管活塞开始离开卡口上升.
(2)温度升高到
( P 0 +
mg
2S
+1.5ρgh)(L+h) T 0
P 0 L
时,左管内液面下降h.