Question

(2011年東北聯(lián)考)一足夠高的直立汽缸上端開口，用一個(gè)厚度不計(jì)的活塞封閉了一段高為80 cm的氣柱，活塞的橫截面積為0.01 m²，活塞與汽缸間的摩擦不計(jì)，汽缸側(cè)壁通過一個(gè)開口與U形管相連．開口離氣缸底部的高度為70 cm，開口管內(nèi)及U形管內(nèi)的氣體體積忽略不計(jì)，已知圖13－2－14所示狀態(tài)時(shí)氣體的溫度為7 ℃，U形管內(nèi)水銀面的高度差h₁＝5 cm，大氣壓強(qiáng)p₀＝1.0×10⁵ Pa保持不變，水銀的密度ρ＝13.6×10³ kg/m³，g＝10 m/s².求：

圖13－2－14

(1)活塞的重力．

(2)現(xiàn)在活塞上添加砂粒，同時(shí)對汽缸內(nèi)的氣體加熱，始終保持活塞的高度不變，此過程緩慢進(jìn)行，當(dāng)氣體的溫度升高到37℃時(shí)，U形管內(nèi)水銀面的高度差為多少？

 

Answer 1

【答案】

(1)68 N　(2)0.134 m

【解析】(1)對活塞，有：p₀S＋G_活塞－p₁S＝0

由題意可知：p₁＝p₀＋ρgh₁

解得：G_活塞＝ρgh₁S＝13.6×10³×10×0.05×0.01 N＝68 N.

(2)因?yàn)榛钊�的位置保持不變，所以汽缸�?nèi)的氣體近似為等容變化．

由＝，T₁＝280 K，T₂＝310 K，p₂＝p₀＋ρgh₂

可得h₂＝0.134 m.

答案：(1)68 N　(2)0.134 m