首先,我们空气被压缩,水基本不被压缩
试管受到竖直方向的三个力,试管外气体的压强在其上表面形成向下的力,试管内气体在其上表面形成对其向上的力,和重力,三力平衡
P(外)S+mg=P(内)S
如果活塞向下,外界对该系统做功,系统温度升高,试管外压增大,试管内压也要增大,那么试管内气体体积减少,于是试管下降.
同理如果活塞向上,对外做功,温度降低,试管上升
注意,试管内的气液交界面在水下的位置是恒定的,因为排开水的重力一直等于试管重力
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