Question

【题目】如图所示，上下粗细不一样的气缸被轻绳通过活塞竖直吊在空中，气缸底面积为S，活塞横截面积为，气缸上下两部分的长度相同。气缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形轻质细玻璃管相通。最初室温为时，活塞恰好在气缸上下两部分的分界处，玻璃管内左右水银液面高度差为h(U形管内的气体体积、水银质量不计)。已知大气压强为，水银的密度为，重力加速度g。不计活塞与气缸的摩擦。

(1)求气缸的质量M；

(2)现对气缸缓慢加热，则玻璃管内左右两侧水银液面高度差h是否变化?

(3)在对气缸里的气体缓慢加热时，若活塞与气缸不会分离，则加热后的温度最多是多少?

Answer 1

【答案】(1)；(2)不变化；(3)

【解析】

(1)设封闭气体压强为，对气缸受力平衡分析

对U形玻璃管内水銀柱分析有

代入解得

(2)对气缸缓慢加热时，气缸始终受力平衡，大气压强不变，气缸重力恒定，所以内部压强不变，可知U形玻璃管内水银液面高度差不变；

(3)对气缸缓慢加热时，气缸内部压强不变，由盖吕萨克定律有

可得