Question

【题目】如图所示，粗细均匀的U形管内装有密度为ρ的液体，U型管右臂上端封闭，左臂中有一质量不计的活塞，活塞横截面积为S．开始时用手握住活塞，使它与封闭端位于同一高度。此时两臂液面位于同一水平面内。液体上方各封闭有一定质量的理想气体，气柱长均为h。今将活塞由图示的位置向上缓慢移动，移动的距离为2h，此时两臂液面的高度差为h。设整个过程中气体温度不变，移动过程中活塞与管壁摩擦忽略不计，且活塞不漏气。问：移动活塞后，左臂液面上方的气体压强为多少？

Answer 1

【答案】1.5ρgh

【解析】

设活塞移动前后左、右臂气体压强分别为P1、P2、P3、P4

由玻意耳定律：对左臂气体，有P1hS＝P22.5hS…①

对右臂气体，有P3hS＝P41.5hS…②

又P1＝P3…③

P2＝P4﹣ρgh…④

①②③④联立可得：P2＝1.5ρgh。