题目内容
【题目】如图,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/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。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。
(i)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位)
(ii)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又为40mm,求加热后右侧水槽的水温。
【答案】(1)200mmHg(2)327.6K
【解析】
(i)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+Δp①
式中Δp=60mmHg。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 ②
玻璃泡A和B中气体的体积为 V2=VA+VB ③
根据玻意耳定律得 p1VB =pBV2 ④
联立①②③④式, ⑤
(ii)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Δp。玻璃泡C中气体的压强为pc′=pB+Δp⑥
玻璃泡C的气体体积不变,根据查理定理得 ⑦
联立②⑤⑥⑦式, T′=364 K ⑧
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