两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内，如图所示，质量均为m=10kg的活塞A、B在外力作用下静止于左右管...

问题详情：

两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内，如图所示，质量均为m=10kg的活塞A、B在外力作用下静止于左右管中同一高度h处，将管内空气封闭，此时管内外空气的压强均为ρ0=1.0×105Pa．左管和水平管横截面积S1=10cm2，右管横截面积S2=20cm2，水平管长为3h．现撤去外力让活塞在管中下降，求两活塞稳定后所处的高度．（活塞厚度均大于水平管直径，管内气体初末状态温度相同，g取10m/s2 ）

【回答】

       解：撤去外力后左侧向下的压强为：p左=p0+=2.0×105 Pa=2p0，

右侧向下的压强：p右=p0+=1.5×105 Pa=1.5p0，

故活塞均下降，且左侧活塞降至水平管口，

设右侧降至高为x处，此时封闭气体压强变为p′=1.5p0，

对封闭气体，由玻意耳定律可得：

p0（4hS1+hS2）=1.5p0（3hS1+xS2）

解得：x=0.5h；

答：左侧活塞的高度为零，右侧活塞的高度为0.5h．

知识点：专题九 热学部分

题型：计算题