Question

【题目】如图所示,一内径均匀的导热U形管竖直放置,右侧管口封闭,左侧上端与大气相通,一段水银柱D和一个光滑轻质活塞C将A、B两部分空气封在管内。初始稳定状态下,A气柱长度为1A=9cm,B气柱长度为lB=6cm,两管内水银面的高度差h=10cm。已知大气压强恒为P0=76cmHg，环境温度恒为T0=297K。回答下列问题：

(1)求初始稳定状态下B气体的压强PB；

(2)为使左右两管内液面等高,现仅对B气体缓慢加热,求两液面等高时，气体的温度TB;

(3)为使左右两管内液面等高,现仅用外力使活塞缓慢上移,求两液面等高时活塞移动的距离x。(左侧管道足够长)。

Answer 1

【答案】（1）B部分气体原状态压强；（2）；（3）

【解析】

（1）B部分气体原状态压强

（2）B部分气体原状态压强，体积，温度，末状态压强，体积，根据理想气体状态方程，有

解得

（3）A部分气体原状态压强，体积为，末状态压强，体积

B部分气体原状态压强，体积，末状态压强，体积

根据玻意耳定律，有，联立解得：

活塞在管中移动的距离为x，则，解得