Question

【題目】如圖所示，由U形管和細管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為273K的水槽中，B的容積是A的4倍.閥門S將A和B兩部分隔開，A內為真空，B和C內都充有氣體.U形管內左邊水銀柱比右邊的低.打開閥門S，整個系統穩定后，U形管內左右水銀柱的高度相等.假設U形管和細管中的氣體體積遠小于玻璃泡的容積.

（ⅰ）求玻璃泡C中氣體的壓強；（以mmHg為單位）

（ⅱ）將右側水槽的水從273K開始緩慢加熱至327.6K，求此時U形管內左右水銀柱的高度差.

Answer 1

【答案】（ⅰ） （ⅱ）

【解析】

（ⅰ）在打開閥門S前，設玻璃泡B中氣體的壓強為p1，體積為VB，玻璃泡C中氣體的壓強為，有：

其中

打開閥門S，整個系統穩定后，設玻璃泡B中氣體的壓強為pB，有：

玻璃泡A和B中氣體的總體積為：

其中

根據玻意耳定律有：

解得：

.

（ⅱ）當玻璃泡C中氣體的溫度為T=327.6K時，

根據查理定律有：

解得：

即

.