一足够高的直立气缸上端开口,用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱,活塞的横截面积为0.01m
2 , 活塞与气缸间的摩擦不计,气缸侧壁通过一个开口与U形管相连.开口离气缸底部的高度为70cm,开口管内及U形管内的气体体积忽略不计.已知图所示状态时气体的温度为7℃,U形管内水银面的高度差h
1=5cm,大气压强p
0=1.0×10
5 Pa保持不变,水银的密度ρ=13.6×10
3 kg/m
3 , 取g=10m/s
2 . 求
①活塞的质量;
②现在活塞上添加铁砂,同时对气缸内的气体加热,始终保持活塞的高度不变,此过程缓慢进行,当气体的温度升高到47℃时,U形管内水银面的高度差为多少?