Question

【題目】如圖，粗細均勻的導熱細玻璃管豎直放置，A、G端均開口，BC段和DEF段有水銀柱。其中，BC、EF段長度均為25 cm，CD段長度30 cm．DE段長度5 cm、FG段長度20 cm，CD部分封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，外界大氣壓強p0 =75 cmHg。初始狀態(tài)下，封閉G端，在A端加上活塞并緩慢下壓，使DEF段水銀柱的D端向右移動至E點。求：

(i)末態(tài)FG段氣體的壓強；

(ii)下壓過程中，BC段水銀柱的C端向右移動的距離。

Answer 1

【答案】（1）100cmHg；（2）11cm

【解析】

（i）封閉G端后，末狀態(tài)各點位置如圖所示：

對FG段氣體

初態(tài)，氣體長度，壓強

末態(tài)，氣體長度，壓強為，由玻意耳定律：

代入數(shù)據(jù)得：

（ii）對CD段氣體

初態(tài)，氣體長度，壓強

末態(tài)，氣體長度為，壓強

由玻意耳定律：

代入數(shù)據(jù)得：

CD段氣體D端右移距離：

CD段氣體長度變化：

則CD段氣體D端向右移動距離：

代入數(shù)據(jù)得：