题目内容
【题目】如图所示,粗细均匀的U形管左端封闭,O处由橡皮软管连接,左右两端竖直管内有高都为h的水银柱封住两部分理想气体A和B,右端水银柱上方和大气相通大气压强等于76cmHg,初始平衡时B部分气体总长度为96cm现将U形管右边缓慢放置水平,同时改变环境温度,已知U形管改变放置前后的环境的热力学温度之比为4/3,重新达到平衡时发现左边水银柱恰好在原位置,且右边水银柱没有进入水平管内。试求:
①水银柱的高度h;
②右管内水银柱沿管移动的距离。
【答案】①②
【解析】试题分析:求出气体A的压强,由查理定律可以求出热力学温度之比;求出B气体的压强,应用理想气体状态方程求出B气体后来的长度,然后求出水银柱移动的距离。
(1)A部分气体做等容变化,根据查理定律:
解得:
由于
解得:
(2)对B部分气体,根据理想气体状态方程:
设U形管的横截面积为S,倾斜后总长度为:
解得:
故水银柱移动的距离为:
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