题目内容
【题目】一根两端开口、粗细均匀的长直玻璃管横截面积为S=2×10-3m2,竖直插入水面足够宽广的水中。管中有一个质量m=0.6kg的活塞,封闭一段长度L0=66cm的气体,如图。开始时,活塞处于静止状态,不计活塞与管壁间的摩擦。已知外界大气压强Po=1.0×105Pa,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)开始时封闭气体的压强;
(2)现保持管内封闭气体温度不变,用竖直向上的力F缓慢地拉动活塞。 当活塞上升到某一位置时停止移动,此时F=8N,则这时管内外水面高度差为多少;
(3)在第(2)小问情况下管内的气柱长度。
【答案】(1)1.03×105Pa(2)10cm(3)68.67cm
【解析】(1)当活塞静止时,;
(2)当时有,得,;
(3)由玻意耳定律,得.
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