Question

【題目】如圖所示，在粗細(xì)均勻的U形管左側(cè)用水銀封閉一段長(zhǎng)為L1=20cm、溫度為T1=285K的空氣柱，穩(wěn)定時(shí)，左右兩管水銀面高度差為h=19cm。現(xiàn)向右管緩慢補(bǔ)充水銀，保持左管內(nèi)氣體的溫度不變，當(dāng)左右兩管水銀面等高時(shí)，停止補(bǔ)充水銀。已知大氣壓為p0=76cmHg。

①求此時(shí)左管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度L2；

②接著給左管的氣體緩慢均勻加熱，使管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度恢復(fù)到20cm，求此時(shí)左管內(nèi)氣體的溫度。

Answer 1

【答案】(1)L2=15cm (2)T3=430K

【解析】

對(duì)于封閉氣體，氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律求得左管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度；給左管的氣體緩慢均勻加熱，由理想氣體狀態(tài)方程求得左管內(nèi)氣體的溫度；

解：(1)對(duì)于封閉氣體有：

末態(tài)壓強(qiáng)：

由于氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律可得：

解得：

(2) 均勻加熱封閉氣體的壓強(qiáng)：

由理想氣體狀態(tài)方程可得：

聯(lián)立解得：