Question

如图2-2-1所示，A、B是两个管状容器，除了管较粗的部分高低不同之外其他一切全同.将此两容器抽成真空，再同时分别插入两个水银池中，当水银柱停止运动时（如图），问两管中水银的温度是否相同？为什么？（设水银与外界没有热交换.）

图2-2-1

Answer 1

解析：把两真空管A、B开口插入水银池中，在大气压力的作用下，水银将冲入管中，通过水银自身之间、水银与管之间的摩擦，最后水银停止运动，在这个过程中水银的温度升高了.不过要直接从这个动态过程中判断出哪一个管中水银的温度高是困难的，可以换一个角度，以池中和管中的全部水银为研究对象，利用能量转化和守恒规律去判断.在水银进入管中的过程中，大气压力对水银做功，把大气的能量转化为水银的内能和重力势能，在一定的大气压下，静止时，A、B管中水银柱的高度是相同的，也即进入管中的水银体积相同，所以大气压力做功相同.但两装置中水银重力势能的增量不同，所以两者内能的改变也不同，由图可知A管水银的重力势能较小，所以A管中水银的内能增量较多，其温度应略高些.

答案：A管内水银温度较高.