問題詳情：
U形管兩臂粗細不等，左管開口向上，封閉的右管橫截面積是開口的左管的3倍，管中裝入水銀，大氣壓爲P0=76cmHg．開口管中水銀面到管口距離爲h1=22cm，且水銀面比封閉管內高△h=4cm，封閉管內空氣柱長爲h2=11cm，如圖所示．現用小活塞把開口端封住，並緩慢推動活塞，使兩管液麪相平，推動過程中兩管的氣體溫度始終不變，試求：
①右管中氣體的最終壓強
②活塞推動的距離．
【回答】
解：①設左管橫截面積爲S，則右管橫截面積爲3S，
以右管封閉氣體爲研究對象，初狀態的壓強爲p1=p0+△h=80cmHg
體積爲V1=3Sh2
末狀態的壓強爲p2
從初狀態到末狀態，設左管水銀面下降△h1，設右管水銀面上升△h2，則
△h1+△h2=△h
△h1S=3△h2S
故△h1=3△h2=0.75△h=3cm
末狀態的體積爲V2=3S（h2﹣△h2）
由等溫變化有p1•V1=p2•V2
由以上各式得 p2=88 cmHg
②以左管被活塞封閉氣體爲研究對象，
初狀態有：p3=p0=76cmHg，體積爲V3=Sh1
末狀態有：p4=p2=88cmHg，體積爲V4=Sh4
由等溫變化有p3•V3=p4•V4
由以上各式得 h4=19 cm
活塞推動的距離 L=h1﹣h4+△h1=6 cm
答：①右管中氣體的最終壓強88 cmHg
②活塞推動的距離6 cm
知識點：專題九 熱學部分
題型：計算題
