U形管两臂粗细不等，左管开口向上，封闭的右管横截面积是开口的左管的3倍，管中装入水银，大气压为P0=76cmH...

问题详情：

U形管两臂粗细不等，左管开口向上，封闭的右管横截面积是开口的左管的3倍，管中装入水银，大气压为P0=76cmHg．开口管中水银面到管口距离为h1=22cm，且水银面比封闭管内高△h=4cm，封闭管内空气柱长为h2=11cm，如图所示．现用小活塞把开口端封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：

①右管中气体的最终压强

②活塞推动的距离．

【回答】

解：①设左管横截面积为S，则右管横截面积为3S，

以右管封闭气体为研究对象，初状态的压强为p1=p0+△h=80cmHg  

体积为V1=3Sh2

末状态的压强为p2

从初状态到末状态，设左管水银面下降△h1，设右管水银面上升△h2，则

△h1+△h2=△h

△h1S=3△h2S          

故△h1=3△h2=0.75△h=3cm

末状态的体积为V2=3S（h2﹣△h2）

由等温变化有p1•V1=p2•V2

由以上各式得   p2=88 cmHg       

②以左管被活塞封闭气体为研究对象，

初状态有：p3=p0=76cmHg，体积为V3=Sh1

末状态有：p4=p2=88cmHg，体积为V4=Sh4

由等温变化有p3•V3=p4•V4

由以上各式得 h4=19 cm                    

活塞推动的距离 L=h1﹣h4+△h1=6 cm         

答：①右管中气体的最终压强88 cmHg

②活塞推动的距离6 cm

知识点：专题九 热学部分

题型：计算题