兩端開口、內表面光滑的U形管處於豎直平面內，如圖所示，質量均為m=10kg的活塞A、B在外力作用下靜止於左右管...

問題詳情：

兩端開口、內表面光滑的U形管處於豎直平面內，如圖所示，質量均為m=10kg的活塞A、B在外力作用下靜止於左右管中同一高度h處，將管內空氣封閉，此時管內外空氣的壓強均為ρ0=1.0×105Pa．左管和水平管橫截面積S1=10cm2，右管橫截面積S2=20cm2，水平管長為3h．現撤去外力讓活塞在管中下降，求兩活塞穩定後所處的高度．（活塞厚度均大於水平管直徑，管內氣體初末狀態温度相同，g取10m/s2 ）

【回答】

       解：撤去外力後左側向下的壓強為：p左=p0+=2.0×105 Pa=2p0，

右側向下的壓強：p右=p0+=1.5×105 Pa=1.5p0，

故活塞均下降，且左側活塞降至水平管口，

設右側降至高為x處，此時封閉氣體壓強變為p′=1.5p0，

對封閉氣體，由玻意耳定律可得：

p0（4hS1+hS2）=1.5p0（3hS1+xS2）

解得：x=0.5h；

答：左側活塞的高度為零，右側活塞的高度為0.5h．

知識點：專題九 熱學部分

題型：計算題