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【如图所示,均匀薄壁U形管竖直放置,左管上端封闭,右管上端开口且足够长,用两段水银封闭了A、B两部分理想气体,下方水银的左右液面高度相差△L=10cm,右管上方的水银柱高h=14cm,初状】
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问题描述:

如图所示,均匀薄壁U形管竖直放置,左管上端封闭,右管上端开口且足够长,用两段水银封闭了A、B两部分理想气体,下方水银的左右液面高度相差△L=10cm,右管上方的水银柱高h=14cm,初状态环境温度为27℃,A气体长度L1=30cm,外界大气压强p0=76cmHg.现保持温度不变,在右管中缓慢注入水银,使下方水银左右液面等高.然后给A部分气体缓慢升温,使A中气柱长度回到30cm.求:

(1)右管中注入的水银高度是多少?

(2)升温后的温度是多少?

万定锐回答:
  (1)气体A经历等温压缩过程,初状态气压PA1=76cmHg+(14+10)cmHg=100cmHg,体积:V1=LS=30cm•S;   末状态气压为:PA2=76cmHg+14cmHg+ρgh′=90cmHg+ρgh′,体积:V2=L′S=25cm•S;   根据玻意耳定律,有:PA1V1=PA2V2;   解得:PA2=120cmHg;   故h′=30cm;   (2)气体再次膨胀后,压强为:PA3=76cmHg+(14+10+30)cmHg=130cmHg;体积:V3=LS=30cm•S;温度:T3=?;   初状态气压PA1=76cmHg+(14+10)cmHg=100cmHg,体积:V1=LS=30cm•S;温度:T1=27+273=300K;   根据理想气体状态方程,有:P
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