Question

【題目】如圖，由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0℃的水槽中，B的容積是A/4倍。閥門S將A和B兩部分隔開.A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體.U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低50mm.打開閥門S，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等。假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積。

(i)求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)(以mmHg為單位)

(ii)將右側(cè)水槽的水從0℃加熱到一定溫度時(shí)，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為40mm，求加熱后右側(cè)水槽的水溫。

Answer 1

【答案】(1)200mmHg（2）327.6K

【解析】

（i）在打開閥門S前，兩水槽水溫均為T0=273K。設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為VB ，玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為pC ，依題意有p1=pC+Δp①

式中Δp=60mmHg。打開閥門S后，兩水槽水溫仍為T0 ，設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為pB 。

pB=pC ②

玻璃泡A和B中氣體的體積為 V2=VA+VB ③

根據(jù)玻意耳定律得 p1VB =pBV2 ④

聯(lián)立①②③④式， ⑤

（ii）當(dāng)右側(cè)水槽的水溫加熱至T′時(shí)，U形管左右水銀柱高度差為Δp。玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為pc′=pB+Δp⑥

玻璃泡C的氣體體積不變，根據(jù)查理定理得 ⑦

聯(lián)立②⑤⑥⑦式， T′=364 K ⑧