Question

【題目】如圖所示，容積V0=90cm3的金屬球形容器內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，與豎直放置、粗細均勻且足夠長的U形玻璃管連通，當(dāng)環(huán)境溫度為27°C時，U形玻璃管左側(cè)水銀面比右側(cè)水銀面高出h1=16cm，水銀柱上方空氣柱長h0=20cm，現(xiàn)在對金屬球形容器緩慢加熱．已知大氣壓強p0=76cmHg，U形玻璃管的橫截面積S=0.5cm2．問：

①加熱到多少攝氏度時，兩邊水銀柱液面在同一水平面上？

②當(dāng)加熱到多少攝氏度時，U形玻璃管右側(cè)水銀面比左側(cè)水銀面高出h=24cm？（此時左管中還有水銀）

Answer 1

【答案】①122.2℃ ②277℃

【解析】

①以封閉氣體為研究對象，初始狀態(tài)：p1=p0-gh1=60cmHg，V1=V0+h0S=100cm3，T1=300K

末狀態(tài)：p2=p0=76cmHg，V2=V1+=104cm3

由理想氣體狀態(tài)方程有：

代入數(shù)據(jù)解得：T2=395.2K

即t2=122.2℃

②對于封閉氣體，末狀態(tài)：p3=p0+gh=100cmHg，

由理想氣體狀態(tài)方程有：

代人數(shù)據(jù)解得：T2=550K

即t2=277℃