Question

【題目】如圖所示，粗細均勻的U形管左端封閉，O處由橡皮軟管連接，左右兩端豎直管內有高都為h的水銀柱封住兩部分理想氣體A和B，右端水銀柱上方和大氣相通大氣壓強等于76cmHg，初始平衡時B部分氣體總長度為96cm現將U形管右邊緩慢放置水平，同時改變環境溫度，已知U形管改變放置前后的環境的熱力學溫度之比為4/3，重新達到平衡時發現左邊水銀柱恰好在原位置，且右邊水銀柱沒有進入水平管內。試求：

①水銀柱的高度h；

②右管內水銀柱沿管移動的距離。

Answer 1

【答案】①②

【解析】試題分析：求出氣體A的壓強，由查理定律可以求出熱力學溫度之比；求出B氣體的壓強，應用理想氣體狀態方程求出B氣體后來的長度，然后求出水銀柱移動的距離。

（1）A部分氣體做等容變化，根據查理定律：

解得：

由于

解得：

（2）對B部分氣體，根據理想氣體狀態方程：

設U形管的橫截面積為S，傾斜后總長度為：

解得：

故水銀柱移動的距離為：