(2006?長寧區(qū)二模)如圖所示,一足夠高的直立氣缸上端開口,用一個(gè)厚度不計(jì)的活塞封閉了一段高為90cm的氣柱,活塞的橫截面積為0.01m
2,活塞與氣缸間的摩擦不計(jì),氣缸側(cè)壁通過一個(gè)密封接口與U形管相通,密封接口離氣缸底部的高度為70cm,氣缸與U形管相通處氣體體積忽略不計(jì).在圖示狀態(tài)時(shí)氣體的溫度為17℃,U形管兩支管水銀面的高度差h
1為6cm,右支管內(nèi)水銀面到管口的高度為20cm,大氣壓強(qiáng)p
0=1.0×10
5Pa保持不變,水銀的密度ρ=13.6×10
3kg/m
3.求:
(1)活塞的重力;
(2)現(xiàn)在將U形管右支管開口端用橡皮塞(厚度不計(jì))封住,并在活塞上添加沙粒,同時(shí)對(duì)氣缸內(nèi)的氣體緩緩加熱,讓活塞高度始終不變.當(dāng)氣體溫度升高到57℃時(shí),不再加沙粒,同時(shí)停止對(duì)氣體加熱,這時(shí)U形管兩支管內(nèi)水銀面的高度差h
2變?yōu)槎嗌?(氣缸?nèi)氣體溫度變化不影響U形管)
(3)保持上題中的沙粒質(zhì)量不變,讓氣缸內(nèi)的氣體逐漸冷卻,那么當(dāng)氣體的溫度至少降為多少℃時(shí),U形管內(nèi)的水銀開始流動(dòng)?