Question

1．如图，用U形管和细管连接玻璃烧瓶A和橡胶气囊B，A和B内都充有理想气体，A浸泡在温度为27℃的水槽中，U形管内右边水银柱比左侧高h=30cm．现挤压气囊B，使其体积变为原来的$\frac{2}{3}$，此时U形管两侧的水银柱等高，已知挤压过程中气囊B温度保持不变，U形管和细管的体积远小于A、B的容积，变化过程中烧瓶中气体体积可认为不变．
（1）求烧瓶A中气体压强；（用cmHg表示）
（2）将橡胶气囊B恢复原状，再将水槽缓慢加热至47℃，U形管两侧的高度差．

Answer 1

分析 以A内封闭气体为研究对象，做等温变化，根据玻意耳定律求出B内的压强，然后求出A内压强；
以B中封闭气体为研究对象，根据等容变化列方程求解

解答 解：（1）由题意知：A气体压强P_A不变，且与B气体末态压强P′_B相等，
初态压强满足：P_B=P_A-P_h
对B气体由玻意耳定律可知：${P}_{B}{V}_{B}=P{′}_{B}\frac{2}{3}{V}_{B}$
代入数据解得：P_A=90cmHg
（2）由查理定律可知：$\frac{{P}_{A}}{{T}_{1}}=\frac{P{′}_{A}}{{T}_{2}}$
解得：P_A′=96cmHg
两侧的高度差为：△h=30+（P′_A-P_A）=36cm
答：（1）烧瓶A中气体压强90cmHg
（2）将橡胶气囊B恢复原状，再将水槽缓慢加热至47℃，U形管两侧的高度差36cm

点评 本题考查了理想气体状态方程的应用，关键是正确分析AB中气体压强的关系