Question

【題目】一根足夠長的兩端開口的玻璃管豎直插入水銀槽中并固定（插入水銀槽中的部分足夠深），管中有一個質量不計的光滑活塞，活塞橫截面積S=2 cm2，活塞下封閉著長L=21 cm的氣柱，氣體的溫度t1=7℃，外界大氣壓取P0=1.0×105 Pa（相當于75 cm汞柱高的壓強）．

（1）對封閉氣體加熱，使其溫度升高到t2=47℃，此時氣柱為多長?

（2）在活塞上施加一個豎直向上的拉力F=4N。保持氣體的溫度t2不變，平衡后管內外水銀面的高度差為多少?

Answer 1

【答案】（1）；（2）

【解析】

（1）根據蓋呂薩克定律可求解溫度升高后氣柱的長度；（2）對活塞受力分析可求解加拉力后里面氣體的壓強，然后可求解管內外的高度差。

（1）根據蓋呂薩克定律有： 即

解得

（2）在活塞上施加拉力后，氣體的壓強：

由于

所以管內外的水銀面的高度差為h=15cm