Question

（9分）如圖所示，豎直放置的氣缸，活塞橫截面積為S=0.01m²，可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動。氣缸側(cè)壁有一個(gè)小孔與裝有水銀的U形玻璃管相通，氣缸內(nèi)封閉了一段高為80cm的氣柱（U形管內(nèi)的氣體體積不計(jì)）。此時(shí)缸內(nèi)氣體溫度為7℃，U形管內(nèi)水銀面高度差h₁=5cm。已知大氣壓強(qiáng)p₀=1.0×10⁵Pa，水銀的密度kg/m³，重力加速度g取10m/s²。

①求活塞的質(zhì)量m；
②若對氣缸緩慢加熱的同時(shí)，在活塞上緩慢添加沙粒，可保持活塞的高度不變。當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度升高到37℃時(shí)，求U形管內(nèi)水銀面的高度差為多少？

Answer 1

m="6.8" kg   13.4cm

試題分析：（2）①對活塞，有： （2分）
由題意，可知： （1分）
解得：（1分）
代入數(shù)值得m="6.8" kg（1分）
②活塞位置不變，氣缸內(nèi)氣體做等容變化
由 （2分）
T₁=280K，T₂="310K" （1分）
   （1分）
h₂=13.4cm