题目

U形管两臂粗细不同，开口向上，封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76 cmHg.开口管中水银面到管口距离为11 cm，且水银面比封闭管内高4 cm，封闭管内空气柱长为11 cm，如图所示.现在开口端用小活塞封住，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） 粗管中气体的最终压强； （2） 活塞推动的距离. 答案： 解：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， P1=80cmHg ， V1=11×3S=33 S V2=10×3S=30   S 等温变化： P1·V1=P2·V2 80×33 S=P2·30   S P2=88   cmHg 解：以左管被活塞封闭气体为研究对象， P1=76cmHg ， V1=11S ， P2=88 cmHg 等温变化： P1·V1=P2·V2 V2=9.5Scm 即 Sh1=3Sh2 ， h1+h2=4cm ，联立得 h2=1cm ，故上升 1cm ； 那么活塞推动的距离： L=11+3−9.5=4.5cm

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