Question

【题目】如图，一粗细均匀的“U”形细管竖直放置，管内有一段水银柱，A管开口向上，B管与一容积不变的密闭容器C连通，当C中理想气体的温度T1=285K时，A、B管中液面相平，A管管口与液面的高度差L=22cm。现缓慢加热容器C中的气体，使其温度最终稳定在T2=360K。已知大气压强p0=76cmHg，A管内气体温度始终与外界温度相同且外界温度恒定，B管内气体体积远小于容器C的容积。

(1)C中气体温度稳定在T2=360K时，求A、B管中液面的高度差；

(2)保持T2不变，将一活塞D从A管管口向下缓慢推气体（未漏气），直到A、B管中液面再次相平，求此过程中活塞在A管中移动的距离。

Answer 1

【答案】(1)20cm；(2)12.5cm

【解析】

(1)初态压强为cmHg，温度为T1=285K，末态温度为T2=360K

由题知，C内气体发生等容变化，根据查理定律有

代入数据得p2=96cmHg

设此时A、B管中液面的高度差为，则有

p2=p0+

代入数据解得=20cm

(2)A管内气体发生等温变化，设活塞在A管中移动的距离为x，管的横截面积为S

初态：，；末态：，

根据波意耳定律有

即

代入数据解得x=12.5cm