Question

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，内装有密度为r的液体。右管内有一质量为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、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为L，压强均为大气压强P₀，重力加速度为g。现使左右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左右两管液面保持不动，试求：

（1）右管活塞刚离开卡口上升时，右管封闭气体的压强P₁；
（2）温度升高到T₁为多少时，右管活塞开始离开卡口上升。
（3）温度升高到T₂为多少时，两管液面高度差为L。

Answer 1

（1）P₀+（2）T₀（1+）（3）（P₀++rgL）

试题分析：（1）活塞刚离开卡口时，对活塞
mg+P₀S=P₁S  得 P₁ =P₀+  
（2）两侧气体体积不变 右管气体 =  得 T₁=T₀（1+） 
（3）左管内气体，V₂=S P₂= P₀++rgL
应用理想气体状态方程
=
得 T₂=（P₀++rgL）