题目内容
【题目】如图所示，固定的绝热汽缸内有一质量为m的“T”形绝热活塞（体积可忽略），距汽缸底部h0处连接一U形管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为T0，活塞距离汽缸底部为1.5h0。已知水银的密度为ρ，大气压强为p0，汽缸横截面积为S，活塞竖直部分长为1.2h0，重力加速度为g。试求：
（1）初始时，两边水银柱的高度差h；
（2）缓慢降低气体温度，“T”形绝热活塞刚好接触汽缸底部时的温度；
（3）改变气体温度，两边水银面相平时的温度。
【答案】（1）
（2）
（3） 
【解析】（1）选取活塞为研究对象，对其受力分析并根据平衡条件有
p0S+mg=pS①
可得被封闭气体压强p=p0+
②
设初始时水银柱两液面高度差为h，则被封闭气体压强
p=p0+ρgh③
联立以上两式可得，初始时液面高度差为h=
（2）气体等压变化初状态：p1=p0+mg/S，V1=1.5h0S，T1=T0；
末状态：p2=p1，V2=1.2h0S，T2=？
根据
解得T2=0.8T0
（3）降低温度直至液面相平的过程中，被封闭气体先等压变化，后等容变化．
初状态：p1=p0+mg/S，V1=1.5h0S，T1=T0；
末状态：p2=p0，V2=1.2h0S，T2=？
根据理想气体状态方程有
代入数据，可得T2＝
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