Question

【題目】如圖所示,一內(nèi)徑均勻的導(dǎo)熱U形管豎直放置,右側(cè)管口封閉,左側(cè)上端與大氣相通,一段水銀柱D和一個(gè)光滑輕質(zhì)活塞C將A、B兩部分空氣封在管內(nèi)。初始穩(wěn)定狀態(tài)下,A氣柱長(zhǎng)度為1A=9cm,B氣柱長(zhǎng)度為lB=6cm,兩管內(nèi)水銀面的高度差h=10cm。已知大氣壓強(qiáng)恒為P0=76cmHg，環(huán)境溫度恒為T0=297K。回答下列問(wèn)題：

(1)求初始穩(wěn)定狀態(tài)下B氣體的壓強(qiáng)PB；

(2)為使左右兩管內(nèi)液面等高,現(xiàn)僅對(duì)B氣體緩慢加熱,求兩液面等高時(shí)，氣體的溫度TB;

(3)為使左右兩管內(nèi)液面等高,現(xiàn)僅用外力使活塞緩慢上移,求兩液面等高時(shí)活塞移動(dòng)的距離x。(左側(cè)管道足夠長(zhǎng))。

Answer 1

【答案】（1）B部分氣體原狀態(tài)壓強(qiáng)；（2）；（3）

【解析】

（1）B部分氣體原狀態(tài)壓強(qiáng)

（2）B部分氣體原狀態(tài)壓強(qiáng)，體積，溫度，末狀態(tài)壓強(qiáng)，體積，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有

解得

（3）A部分氣體原狀態(tài)壓強(qiáng)，體積為，末狀態(tài)壓強(qiáng)，體積

B部分氣體原狀態(tài)壓強(qiáng)，體積，末狀態(tài)壓強(qiáng)，體積

根據(jù)玻意耳定律，有，聯(lián)立解得：

活塞在管中移動(dòng)的距離為x，則，解得