Question

【题目】如图所示，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0℃的水槽中，B的容积是A的4倍．阀门S将A和B两部分隔开．A内为真空，B和C内都充有气体，U形管内左边水银柱比右边的低50mm．打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等．设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积．

（1）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）；

（2）将右侧水槽的水从0℃加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差变为100mm，求加热后右侧水槽的水温．

Answer 1

【答案】(1) 200mmHg (2) 477.75K

【解析】

(1) 在打开阀门S前，两水槽水温均为T0=273K．设玻璃泡B中气体的压强为p1，体积为VB，玻璃泡C中气体的压强为pC，依题意有：

p1=pC+△p

式中△p=50mmHg．打开阀门S后，两水槽水温仍为T0，设玻璃泡B中气体的压强为pB

pB=pC

玻璃泡A和B中气体的体积为：

V2=VA+VB

根据玻意耳定律得：

p1VB=pBV2

代入数据解得

pC=200mmHg

(2) 当右侧水槽的水温加热至T′时，U形管左右水银柱高度差为100mm，即

△p=100mmHg

玻璃泡C中气体的压强为

pc′=pB+△p

玻璃泡C的气体体积不变，发生等容变化，根据查理定理得：

解得：

T′=477.75K