Question

【題目】如圖，由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0°C的水槽中，B的容積是A的3倍。閥門S將A和B兩部分隔開。A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體。U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm。打開閥門S，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等。假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積。

（i）求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)（以mmHg為單位）

（ii）將右側(cè)水槽的水從0°C加熱到一定溫度時(shí)，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60mm，求加熱后右側(cè)水槽的水溫。

Answer 1

【答案】（1）（2） T'="364" K

【解析】試題分析：（i）在打開閥門S前，兩水槽水溫均為T0=273K。設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為VB，玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為pC，依題意有①

式中Δp=60mmHg，打開閥門S后，兩水槽水溫仍為T0，

設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為pB。依題意，有②

玻璃泡A和B中氣體的體積: V2=VA+VB③

根據(jù)玻意耳定律得 p1VB=pBV2④

聯(lián)立①②③④式，并代入題給數(shù)據(jù)得⑤

（ii）當(dāng)右側(cè)水槽的水溫加熱至T/時(shí)，U形管左右水銀柱高度差為Δp。

玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為: ⑥

玻璃泡C的氣體體積不變，根據(jù)查理定理得⑦

聯(lián)立②⑤⑥⑦式，并代入題給數(shù)據(jù)得T/=364K ⑧