如圖,內(nèi)徑均勻的彎曲玻璃管ABCDE兩端開(kāi)口,AB、CD段豎直,BC、DE段水平,AB=100cm,BC=40cm,CD=50cm,DE=60cm.在水平段DE內(nèi)有一長(zhǎng)10cm的水銀柱,其左端距D點(diǎn)10cm.在環(huán)境溫度為300K時(shí),保持BC段水平,將玻璃管A端緩慢豎直向下插入大水銀槽中,使A端在水銀面下10cm.已知大氣壓為75cmHg且保持不變
(1)若環(huán)境溫度緩慢升高,求溫度升高到多少K時(shí),水銀柱剛好全部溢出;
(2)若環(huán)境溫度緩慢降低,求溫度降低到多少K時(shí),水銀柱剛好全部進(jìn)入CD段.
(1)A端插入水銀槽后,液柱向右移動(dòng)10cm,
氣體發(fā)生等壓變化,由蓋呂薩克定律可得
V1
T1
=
V2
T2
,
解得:T2=
V2
V1
T1=
240S
200S
×300=360
K;
(2)當(dāng)液柱剛好全部進(jìn)入CD管時(shí),水銀槽中的水銀將沿AB管上升10cm.
封閉氣體體積及壓強(qiáng):V3=160Scm3,p3=65cmHg.
由理想氣體狀態(tài)方程得:
p1V1
T1
=
p3V3
T3
,
T3=
p3V3
p1V1
T1=
65×160S
75×200S
×300=208
K;
答:(1)溫度升高到360K時(shí),水銀柱剛好全部溢出;
(2)溫度降低到208K時(shí),水銀柱剛好全部進(jìn)入CD段.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)密封穩(wěn)定后氣體的壓強(qiáng)為多少?活塞與重物的總質(zhì)量為多少?(取g=10m/s2))
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A.
P0
P
V
B.(
P
P0
-1)V
C.
P
P0
V
D.(
P
P0
+1)V

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