如图所示的均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的横截面积为S，内装有密度为ρ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

Question

如图所示的均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的横截面积为S，内装有密度为ρ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，温度为T₀时，左、右两管内液面等高，两管内空气柱长度均为L，压强均等于外界大气压P₀，重力加速度为g现使左、右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左、右两管内液面保持不动，试求：
①温度升高到多少时，右管活塞开始离开卡口上升？
②温度升高到多少时，左、右两管内液面高度差为L？

Answer 1

①活塞刚离开卡口时，对活塞有mg+p0S=p1S得p1=p0+mgS左、右两管内气体体积不变，对右管气体利用查理定律有p0T0=p1T1得T1=T0(1+mgp0S)②左管内气体长度为3L2，压强为p2=p0+mgS+ρgL应用理想气体的状态方程有p0LST0=p2...