题目内容
【题目】如图所示,由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0℃的水槽中,B的容积是A的4倍.阀门S将A和B两部分隔开.A内为真空,B和C内都充有气体,U形管内左边水银柱比右边的低50mm.打开阀门S,整个系统稳定后,U形管内左右水银柱高度相等.设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积.
(1)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位);
(2)将右侧水槽的水从0℃加热到一定温度时,U形管内左右水银柱高度差变为100mm,求加热后右侧水槽的水温.
【答案】(1) 200mmHg (2) 477.75K
【解析】
(1) 在打开阀门S前,两水槽水温均为T0=273K.设玻璃泡B中气体的压强为p1,体积为VB,玻璃泡C中气体的压强为pC,依题意有:
p1=pC+△p
式中△p=50mmHg.打开阀门S后,两水槽水温仍为T0,设玻璃泡B中气体的压强为pB
pB=pC
玻璃泡A和B中气体的体积为:
V2=VA+VB
根据玻意耳定律得:
p1VB=pBV2
代入数据解得
pC=200mmHg
(2) 当右侧水槽的水温加热至T′时,U形管左右水银柱高度差为100mm,即
△p=100mmHg
玻璃泡C中气体的压强为
pc′=pB+△p
玻璃泡C的气体体积不变,发生等容变化,根据查理定理得:
解得:
T′=477.75K
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