题目内容
【题目】如图所示,粗细均匀的U形管内装有密度为ρ的液体,U型管右臂上端封闭,左臂中有一质量不计的活塞,活塞横截面积为S.开始时用手握住活塞,使它与封闭端位于同一高度。此时两臂液面位于同一水平面内。液体上方各封闭有一定质量的理想气体,气柱长均为h。今将活塞由图示的位置向上缓慢移动,移动的距离为2h,此时两臂液面的高度差为h。设整个过程中气体温度不变,移动过程中活塞与管壁摩擦忽略不计,且活塞不漏气。问:移动活塞后,左臂液面上方的气体压强为多少?
【答案】1.5ρgh
【解析】
设活塞移动前后左、右臂气体压强分别为P1、P2、P3、P4
由玻意耳定律:对左臂气体,有P1hS=P22.5hS…①
对右臂气体,有P3hS=P41.5hS…②
又P1=P3…③
P2=P4﹣ρgh…④
①②③④联立可得:P2=1.5ρgh。
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