题目内容

【题目】如图，导热良好的球形容器与粗细均匀、下端为软管的“U“型管相连。里面通过两段水银分别封闭了A、B两部分理想气体，已知“U”型管左侧的水银柱高度为h=10cm，空气柱B的长度L=5cm。“U”型管中水银面高度可以通过右侧玻璃管高度进行调节，现使“U”型管两侧水银柱最高端在同一水平面。已知外界大气压为75cmHg。

①求封闭气体A的压强；

②若开始时气体A的温度为27℃，现使气体A温度升高到57℃，气体B的温度保持不变。调节“U”型管右侧玻璃管高度，使左管水银面最高点仍在原来的位置，求此时B气柱的长度（结果保留两位有效数字）。

【答案】①封闭气体A的压强为80cmHg；②此时B气柱的长度为4.6cm。

【解析】

①根据连通器中，同一水平面上压强相等可得B气体压强为：

PB=P0+（L+h）cmHg=75+（10+5）cmHg=90cmHg

则A中气体压强为：PA=（PB-h）cmHg=（90-10）cmHg=80cmHg

②未加热A前，A的压强为：PA=80cmHg，温度为：TA=27+273K=300K

加热后温度为：TA′=57+273K=330K

根据查理定律得：

代入数据解得：PA′=88cmHg

对B气体，初态：PB=90cmHg，体积为：VB=LS=5S

末态：PB′=（PA′+h）cmHg=98cmHg，体积为：VB′=L′S

由玻意耳定律得：PBVB=PB′VB′

代入数据解得：L′=4.6cm

练习册系列答案
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