如图所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同,粗管B的横截面积是细管A的2倍。管中装入水银,两管中水银面与管口距离均为12cm,大气压强为p0=75cmHg。
(1)若用一活塞将细管A的管口封闭,并缓慢向下推活塞,保持封闭气体温度不变,当两管中水银面高度差为6cm时,活塞下移的距离为多少?
(2)若将两管口均封闭,使细管A内封闭气体的温度从t=27℃开始缓慢升高,粗管B内气体温度不变,当两管中水银面高度差为6cm时,A管内封闭气体的温度为多少℃?
(1)p 1=p0=75cmHg,l 1=12cm
p 2=p0+ ph =81cmHg,(1分)
由p1V1= p2V2得p1l1= p2l2,可得l2= =
cm=11.11 cm(2分)
两边液面高度差为6cm时,细管液面下降4cm,粗管液面上升2cm,(1分)
所以活塞下移距离为:(12+4-11.11)cm=4.89cm(1分)
(2)p B1=p0=75cmHg,l B 1=12cm,lB1=(12-2)cm=10cm
由pB1VB1= pB2VB2得pB1l1= p B2lB2,可得p B2= =
cmHg=90 cmHg,(2分)
pA1=p0=75cmHg,l A1=12cm,T A1=(273+27)K=300K
pA3= pB2+ ph′=96cmHg,(1分)lA3=(12+4)cm=16 cm,TA3=?
由 =
得TA3=
TA1=
×300 K =512K(3分)
封闭气体的温度为239℃。(1分)