Question

【題目】如圖所示，U形管豎直放置，左右兩管粗細(xì)均勻且相同，長(zhǎng)度均為L=30cm，底部用細(xì)管把左右兩側(cè)連接，左上端口d封閉。用一段水銀柱將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在左管上部，此時(shí)cd側(cè)的氣體住長(zhǎng)度、L1=27cm，左右兩管水銀面高度差h＝1cm。已知大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg，底部細(xì)管體積不計(jì)。

(i)若將氣體加熱，使熱力學(xué)溫度變?yōu)樵瓉?lái)的，求此時(shí)理想氣體的長(zhǎng)度；

(ii)若將U形管緩慢旋轉(zhuǎn)180°，使底部在上、開(kāi)口在下，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有水銀漏出，且溫度不變，求旋轉(zhuǎn)后左右兩側(cè)水銀面高度差。

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】

( i )假設(shè)對(duì)封閉氣體加熱后，水銀都到了右管，則

初態(tài):溫度T1、壓強(qiáng)cmHg、體積

末態(tài):溫度、壓強(qiáng)cmHg、體積

應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程有

解得cm>cm

則假設(shè)成立，即加熱后理想氣體氣柱長(zhǎng)度為40cm

( ii )旋轉(zhuǎn)后，設(shè)氣柱長(zhǎng)度縮短x，則末態(tài)，壓強(qiáng)、體積

應(yīng)用玻意爾定律有

解得x=2cm

所以?xún)蛇吽�銀面的高度差cm