(2013?浦东新区三模)如图均匀薄壁U形管,左管上端封闭,右管开口且足够长,管的截面积为S,内装有密度

2025-04-27 23:57:13
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回答1:

(1)活塞刚离开卡口时,对活塞受力分析,受重力,外界大气向下的压力和左管气体向上的压力,由平衡得:mg+P0S=P1S
解得:P1=P0+

mg
S
                                      
(2)两侧气体体积不变,对右管气体列状态方程有:
P0
T0
=
P1
T1
    
解得:T1=T0(1+
mg
P0S
)   
(3)以左管内气体为研究对象,其末状态有:V2=1.5LS   P2=P0+
mg
S
+ρgL
应用理想气体状态方程有:
P0?LS
T0
=
P2?1.5LS
T2
 
解得:T2=
3T0
2P0
(P0+
mg
S
+ρgL)   
答:(1)右管活塞刚离开卡口上升时,右管封闭气体的压强P1为P0+
mg
S

(2)温度升高到T1为T0(1+
mg
P0S
)时,右管活塞开始离开卡口上升;
(3)温度升高到T2
3T0
2P0
(P0+
mg
S
+ρgL)时,两管液面高度差为L.