Question

很急!一道高中物理题,详细说清理由

如图22所示为薄壁等长U型管，左管上端封闭，右管上端开口，管的横截面积为S，内装密度为q的液体，右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气。当温度为T0时，左、右管内液面高度相等，两管内空气柱长度均为L（L>h），压强均为大气压强P0 。现使两边温度同时逐渐升高，求：（1）温度升高到多少时，右管活塞开始离开卡口？（2）温度升高到多少时，左管内液面下降h/2
我的做法：（1）等容变化 P1/T1=P2/T2 P0/T0=(mg/s)/T2 =>T2=mgT0/SP0
(2)L/(mgT0/SP0)=(L-h)T3 LT3=(L-h)mgT0/sp0=>T3=.........
我的两小题做法都有错，错在哪里

Answer 1

（1）楼主错在右管内活塞在离开卡口前，右管内气体压强
右管内气体的状态变化为一等容过程，即
所以以左管内气体为研究对象，设其初态为 ，LS与T0，未态为 、V2、T2，
则有 V2=(L+ )S 由气体状方
分析：把活塞做研究对象，T0是受到重力大气压力右端气体的压力和卡口的支持力。其中重力和卡口支持力平衡，大气压力和管内气体压力平衡。所以如果想让活塞离开卡口的临界点是，内部气体压力等于大气压力+活塞重力。
所以有，P1/T1=P2/T2 P0/T0=(P0+Mg/S)/T2 T2=P0(P0+Mg/S)/T0
（2）分析：左边液面下降h/2时，根据密闭气体、液体传递压力原理左端气柱受到的压力为大气压力+活塞重力+h高液体压力。可以求出对应压强再根据气体定律可以求解。
有，P1V1/T1=P2V2/T2 P0*LS/T0=(P0+Mg/S+qgh/S)/T3 可以求得T3。

Answer 2

（1）分析：把活塞做研究对象，T0是受到重力大气压力右端气体的压力和卡口的支持力。其中重力和卡口支持力平衡，大气压力和管内气体压力平衡。所以如果想让活塞离开卡口的临界点是，内部气体压力等于大气压力+活塞重力。
所以有，P1/T1=P2/T2 P0/T0=(P0+Mg/S)/T2 T2=P0(P0+Mg/S)/T0
（2）分析：左边液面下降h/2时，根据密闭气体、液体传递压力原理左端气柱受到的压力为大气压力+活塞重力+h高液体压力。可以求出对应压强再根据气体定律可以求解。
有，P1V1/T1=P2V2/T2 P0*LS/T0=(P0+Mg/S+qgh/S)/T3 可以求得T3。