Question

如图所示，固定的绝热气缸内有一质量为m的“T”型绝热活塞（体积可忽略），距气缸底部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，活塞距离气缸底部为1.5h₀，两边水银柱存在高度差。已知水银的密度为ρ，大气压强为p₀，气缸横截面积为s，活塞竖直部分长为1.2h₀，重力加速度为g。试问：

（1）初始时，水银柱两液面高度差多大?

（2）缓慢降低气体温度，两水银面相平时温度是多少？

Answer 1

解：（1）被封闭气体压强P＝P₀＋＝P₀＋ρgh              （2分）

初始时，液面高度差为h＝                          （2分）

（2）降低温度直至液面相平的过程中，气体先等压变化，后等容变化。

初状态：P₁＝P₀＋，V₁＝1.5h₀s，T₁＝T₀

末状态：P₂＝P₀，V₂＝1.2h₀s，T₂＝？                    （2分）

   根据理想气体状态方程＝                       （2分）

   代入数据，得T₂＝                           （2分）