Question

【题目】如图，粗细均匀的导热细玻璃管竖直放置，A、G端均开口，BC段和DEF段有水银柱。其中，BC、EF段长度均为25 cm，CD段长度30 cm．DE段长度5 cm、FG段长度20 cm，CD部分封闭有一定质量的理想气体，外界大气压强p0 =75 cmHg。初始状态下，封闭G端，在A端加上活塞并缓慢下压，使DEF段水银柱的D端向右移动至E点。求：

(i)末态FG段气体的压强；

(ii)下压过程中，BC段水银柱的C端向右移动的距离。

Answer 1

【答案】（1）100cmHg；（2）11cm

【解析】

（i）封闭G端后，末状态各点位置如图所示：

对FG段气体

初态，气体长度，压强

末态，气体长度，压强为，由玻意耳定律：

代入数据得：

（ii）对CD段气体

初态，气体长度，压强

末态，气体长度为，压强

由玻意耳定律：

代入数据得：

CD段气体D端右移距离：

CD段气体长度变化：

则CD段气体D端向右移动距离：

代入数据得：