Question

【題目】如圖所示，豎直圓筒是固定不動的，粗筒橫截面積是細(xì)筒的3倍，細(xì)筒足夠長。粗筒中A、B兩輕質(zhì)活塞間封有一定質(zhì)量的空氣（可視為理想氣體），氣柱長L=20 cm。活塞A上方的水銀深H=15 cm，兩活塞的重力及與筒壁間的摩擦不計(jì)，用外力向上托住活塞B使之處于平衡狀態(tài)，水銀面與粗筒上端相平。現(xiàn)使活塞B緩慢上移，直至水銀的1/3被推入細(xì)筒中，求活塞B上移的距離。（設(shè)在整個過程中氣柱的溫度不變，大氣壓強(qiáng)P0相當(dāng)于75 cm的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。）

Answer 1

【答案】

【解析】初態(tài)封閉氣體壓強(qiáng)：p1＝pH＋p0

1/3水銀上升到細(xì)筒中，設(shè)粗筒橫截面積為S，則HS＝h1； HS＝h2S

此時封閉氣體壓強(qiáng)：p2＝ph1＋ph2＋p0

V1＝LS；V2＝L′S

由玻意耳定律得p1V1＝p2V2

解得L′＝18 cm

活塞B上升的距離d＝H＋L－L′－H＝7 cm