問題詳情:
如圖所示,兩端開口、粗細均勻的足夠長的玻璃管*在水銀槽中,管的上部有一定長度的水銀,兩段空氣柱被封閉在左右兩側的豎直管中。開啓上部連通左右水銀的閥門A,當溫度爲300 K平衡時水銀的位置如圖(h1=h2=5 cm,L1=50 cm),大氣壓爲75 cmHg。求:
(1)右管內空氣柱的長度L2;
(2)關閉閥門A,當溫度升至405 K時,左側豎直管內氣柱的長度L3。
【回答】
(1)左管內氣體壓強:p1=p0+ph2=80 cmHg,
右管內氣體壓強:p2=p1+ph1=85 cmHg,
設右管內外液麪高度差爲h3,則p2=p0+ph3,得ph3=10 cmHg,所以h3=10 cm,
則L2=L1-h1-h2+h3=50 cm。
(2)設玻璃管截面積爲S,
對左側管內的氣體:p1=80 cmHg, V1=50S,T1=300 K。
當溫度升至405 K時,設左側管內下部的水銀面下降了x cm,則有p2=(80+x) cmHg,
V2=L3S=(50+x)S,T2=405 K,
依據=
代入數據,解得x=10 cm。
所以左側豎直管內氣柱的長度L3=60 cm。
*:(1)50 cm (2)60 cm
知識點:專題九 熱學部分
題型:計算題