问题标题:
如图,在圆柱形气缸中用一光滑导热活塞封闭一定质量的理想气体,在气缸底部开有一小孔,与U形导管相连,稳定后导管两侧水银面的高度差为h=1.5cm,此时活塞离容器底部的高度为L=50cm.
问题描述:

如图,在圆柱形气缸中用一光滑导热活塞封闭一定质量的理想气体,在气缸底部开有一小孔,与U形导管相连,稳定后导管两侧水银面的高度差为h=1.5cm,此时活塞离容器底部的高度为L=50cm.已知气缸横截面积S=0.01m2,室温t0=27℃,外界大气压强为p0=75cm,Hg=1.0×105 Pa.

(i)求活塞的质量;

(ii)使容器内温度降至-63℃,求此时U形管两侧水银面的高度差和活塞离容器底部的高度L′.

韩启纲回答:
  (1)封闭气体压强为:P=P0+ρg•△h=75cmHg+1.5cmHg=76.5cmHg;   活塞受力平衡,故:   mg=(P-P0)S   解得:   m=(p-p 0)Sg
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