Question

【题目】如图甲所示为“⊥”型上端开口的玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中粗细部分面积分別为S1=4cm2、S2=1cm2。密闭气体初始温度为253K，气体长度为L=11cm，图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线，大气压强P0=76cmHg（约为Pa）（S1可认为是一超薄轻质的网状活塞）。求；

（1）h1和h2的值；

（2）若缓慢升高气体温度，升高到多少开尔文可将所有水银全部压入细管内；

（3）在（2）的前提下所有水银刚好全部压入细管内，在这个过程中气体对外做的功。（计算结果取2位有效数字）

Answer 1

【答案】（1）h1=1cm，h2=15cm；（2）T2=285K；（3）W=-0.49J

【解析】

（1）由图乙可知，初状态

体积由44cm3到48cm3，可知h1=1cm，取

联立得

h2=15cm

（2）对封闭气体为研究对象，末态，由

解得

又

由理想气体状态方程得

其中，，，，

代入数据解得

T2=285K

（3）由图乙可知

代入数据解得