Question

【題目】如圖，圓柱形容器由粗細兩部分組成，它們的橫截面積之比為3：1，細的部分長L1=25cm，下端封閉，上端與粗的部分連通，內有h=15cm的水銀柱封閉一定質量的氣體A，水銀上表面位于粗、細分界處。粗的部分上部有一可自由滑動的輕質活塞，活塞到分界面處的距離為L2=10cm，其內封閉有一定質量的氣體B�，F將活塞豎直向上緩慢提起，直到水銀全部進入粗圓柱形容器內，已知初始時氣體A的壓強p0=75cmHg，整個過程溫度不變，所有氣體視為理想氣體。求：

(1)求水銀全部進入粗圓柱形容器中時氣體A的壓強；

(2)活塞移動的距離。

Answer 1

【答案】(1)30cmHg (2)19cm

【解析】

(1)A中氣體發生等溫變化，對A中封閉氣體運用玻意耳定律，即可求出水銀全部進入粗圓柱形容器中時氣體A的壓強；(2)B中氣體發生等溫變化，根據幾何關系求出末態水銀柱在B中的高度，對B中氣體運用玻意耳定律結合幾何關系，即可求出活塞移動的距離.

(1)A中氣體發生等溫變化.

初態：壓強PA=P0，體積VA=（L1-h）S

末態：壓強PA'，體積VA'=L1S

對A中氣體根據玻意耳定律可得：PAVA=PA'VA'

解得：PA'=30cmHg

(2)B中氣體發生等溫變化，

根據幾何關系可得末狀態粗圓柱形容器中水銀的高度：

初態：壓強PB=P0-h=60cmHg，體積VB=L2S

末態：壓強P'B=PA-h'=25cmHg，體積VB'=L'2S

根據玻意耳定律可得：PBVB=P'BVB'

解得：L'2=24cm

則