题目内容
【题目】如图所示,固定的绝热汽缸内有一质量为1.5m的“T”形绝热活塞(体积可忽略),距汽缸底部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,活塞距离汽缸底部为1.6h0,两边水银柱存在高度差。已知水银的密度为ρ,大气压强为p0,汽缸横截面积为S,活塞竖直部分长为1.2h0,重力加速度为g。试问:
(i)初始时,水银柱两液面高度差多大?
(ii)缓慢降低气体温度,两水银面相平时温度是多少?
![]()
【答案】(i)
;(ii)![]()
【解析】
(i)选取活塞为研究对象,对其受力分析并根据平衡条件有
p0S+1.5mg=pS
可得被封闭气体压强
![]()
设初始时水银柱两液面高度差为h,则被封闭气体压强
p=p0+ρgh
联立以上两式可得,初始时液面高度差为
![]()
(ii)降低温度直至液面相平的过程中,被封闭气体先等压变化,后等容变化,初状态:
,V1=1.6h0S,T1=T0,末状态:p2=p0,V2=1.2h0S,根据理想气体状态方程有
代入数据,可得
![]()
练习册系列答案
相关题目