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273K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.打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱的高度相等.假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积.

（ⅰ）求玻璃泡C中气体的压强；（以mmHg为单位）

（ⅱ）将右侧水槽的水从273K开始缓慢加热至327.6K，求此时U形管内左右水银柱的高度差.

Answer 1

【答案】（ⅰ） （ⅱ）

【解析】

（ⅰ）在打开阀门S前，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，有：

其中

打开阀门S，整个系统稳定后，设玻璃泡B中气体的压强为pB，有：

玻璃泡A和B中气体的总体积为：

其中

根据玻意耳定律有：

解得：

.

（ⅱ）当玻璃泡C中气体的温度为T=327.6K时，

根据查理定律有：

解得：

即

.