Question

【題目】如圖，兩玻璃管用橡皮管連接起來后豎直放置，左管固定、上端封閉，右管上端開口。a、b兩部分氣體長度均為L=7cm。水銀柱Ⅰ在左、右管內的液面相平，水銀柱Ⅱ的長度h=3cm。外界大氣壓p0=77cmHg，氣體a、b溫度均為t1=27�，F保持溫度不變， 緩慢豎直向下移動右管，使水銀柱Ⅱ的上液面與水銀柱Ⅰ在左管內的液面相平，并保持右管不動：

（i）求此時氣體a的長度；

（ii）為了讓氣體a恢復到原來長度，則其溫度應變為多少？

Answer 1

【答案】（i）8cm；（ii）255K

【解析】

(i)向下移動右管過程中，氣體b長度不變，氣體a發生等溫變化，設玻璃管橫截面積為S，此時氣體a的長度為x，初態

末態

由玻意耳定律得

解得

x=8cm

(ii)改變溫度后，氣體a的壓強為

其中，由理想氣體狀態方程得

其中T0=300K，解得

T1=255K