题目内容

【题目】如图所示,固定的绝热气缸内有一质量为m的“T”型绝热活塞(体积可忽略),距气缸底部h0处连接一U形管(管内气体的体积忽略不计)。初始时,封闭气体温度为T0,活塞距离气缸底部为1.5h0,两边水银柱存在高度差。已知水银的密度为ρ,大气压强为p0,气缸横截面积为s,活塞竖直部分长为1.2h0,重力加速度为g。试问:

(1) 初始时,水银柱两液面高度差多大?

(2) 缓慢降低气体温度,两水银面相平时温度是多少?

【答案】(1) (2)

【解析】试题分析根据活塞平衡求得气体压强,再根据水银柱高度差求出气体压强表达式,联立得到高度差;等压变化,根据盖-吕萨克定律求解出温度

(1)被封闭气体压强

初始时,液面高度差为:

(2)降低温度直至液面相平的过程中,气体先等压变化,后等容变化.

初状态

末状态:

根据理想气体状态方程:

代入数据解得

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