Question

【題目】如圖甲所示，豎直放置的汽缸中的活塞上放置一重物，活塞可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)。汽缸導(dǎo)熱性良好，其側(cè)壁有個(gè)小孔與裝有水銀的U形玻璃管相通，汽缸內(nèi)封閉了一段高為80 cm的理想氣體柱(U形管內(nèi)的氣體體積不計(jì)，U形管足夠長(zhǎng)且水銀始終沒有進(jìn)入汽缸),此時(shí)缸內(nèi)氣體處于圖乙中的A狀態(tài)，溫度為27C.已知大氣壓強(qiáng), 重力加速度g取10 m/s2。

(i )求A狀態(tài)時(shí)U形管內(nèi)水銀面的高度差h2和活塞及重物的總質(zhì)量m;

(ii )若對(duì)汽缸緩慢加熱, .使缸內(nèi)氣體變成B狀態(tài)，求此時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度。

Answer 1

【答案】( i )37.5 cm； 625 kg； (ii)600 K

【解析】

( i)由題圖乙可知A狀態(tài)時(shí)封閉氣體柱壓強(qiáng)為

汽缸的橫截面積

對(duì)活塞，有

由題意可知

代入數(shù)據(jù)解得

(ii)從A狀態(tài)到B狀態(tài)，汽缸內(nèi)氣體做等壓變化

由蓋一呂薩克定律有

所以