Question

【題目】如圖所示為一下粗上細且上端開口的薄壁玻璃管，管內(nèi)有一段被水銀密閉的氣體，上管足夠長，圖中細管的截面積S1=1cm2，粗管的截面積S2=2 cm2，管內(nèi)水銀長度h1=h2=2 cm，封閉氣體長度L=8cm，大氣壓強p0=76cmHg，氣體初始溫度為320K，若緩慢升高氣體溫度，求：

(1)粗管內(nèi)的水銀剛被全部擠出時氣體的溫度；

(2)氣體的溫度達到533K時，水銀柱上端距粗玻璃管底部的距離。

Answer 1

【答案】(1)410K；(2)22cm

【解析】

(1)以封閉的氣體為研究對象，初態(tài)氣體體積

壓強為

由于水銀總體積保持不變，設(shè)水銀全部進入細管水銀長度為，則

末狀態(tài)氣體

從初狀態(tài)到末狀態(tài)。由理想氣體狀態(tài)方程，有

代入數(shù)據(jù)解得

(2)氣體溫度達到533K時，設(shè)水銀上端距粗玻璃管底部的距離為H，則

氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋-呂薩克定律

解得