Question

U形管兩臂粗細(xì)不等開(kāi)口向上，封閉的粗管橫截面積是開(kāi)口的細(xì)管的三倍，管中裝入水銀，大氣壓為76cmHg．開(kāi)口管中水銀面到管口距離為11cm，且水銀面比封閉管內(nèi)高4cm，封閉管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)為11cm，如圖所示．現(xiàn)在開(kāi)口端用小活塞封住，并緩慢推動(dòng)活塞，使兩管液面相平，推動(dòng)過(guò)程中兩管的氣體溫度始終不變，試求：
（1）粗管中氣體的最終壓強(qiáng)；
（2）活塞推動(dòng)的距離．

Answer 1

設(shè)左管橫截面積為S，則右管橫截面積為3S，
（1）以右管封閉氣體為研究對(duì)象，
P₁=80cmHg，V₁=11×3S=33S
V₂=10×3S=30S
等溫變化：P₁?V₁=P₂?V₂
80×33S=P₂?30S
P₂=88cmHg
（2）以左管被活塞封閉氣體為研究對(duì)象，
P₁=76cmHg，V₁=11S，P₂=88cmHg
等溫變化：P₁?V₁=P₂?V₂
V₂=9.5Scm
活塞推動(dòng)的距離：L=11+3-9.5=4.5cm
答：（1）粗管中氣體的最終壓強(qiáng)為88cmHg；
（2）活塞推動(dòng)的距離為4.5cm．