题目内容
一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱，活塞的横截面积为0.01m2，活塞与气缸间的摩擦不计，气缸侧壁通过一个开口与U形管相连，开口离气缸底部的高度为70cm，开口管内及U形管内的气体体积忽略不计，已知右图所示状态时气体的温度为7℃，U 形管内水银面的高度差h1=5cm，大气压强P0=1.0×105Pa保持不变，水银的密度ρ=13.6×l03kg/m3，g=10m/s2，求；
（1）活塞的重力；
（2）现在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，此过程缓慢进行，当气体的温度升高到37℃时，U形管内水银面的高度差为多少？
（1）活塞的重力；
（2）现在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，此过程缓慢进行，当气体的温度升高到37℃时，U形管内水银面的高度差为多少？
解：（1）对活塞，有：P0S+G活塞-P1S=0
由题意，可知：P1=p0+ρgh1
解得：G活塞=ρgh1S=13.6×103×10×0.05×0.01N=68N
（2）因为活塞的位置保持不变，所以气缸内的气体近似做等容变化。
由
T1=280K，T2=310K
P2=p0十ρgh2
可得h2=0.134m。
由题意，可知：P1=p0+ρgh1
解得：G活塞=ρgh1S=13.6×103×10×0.05×0.01N=68N
（2）因为活塞的位置保持不变，所以气缸内的气体近似做等容变化。
由
T1=280K，T2=310K
P2=p0十ρgh2
可得h2=0.134m。
练习册系列答案
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[物理--选修3-3]