Question

【題目】如圖甲所示為“⊥”型上端開口的玻璃管，管內有一部分水銀封住密閉氣體，上管足夠長，圖中粗細部分面積分別為S1=4cm2、S2=1cm2。密閉氣體初始溫度為253K，氣體長度為L=11cm，圖乙為對封閉氣體緩慢加熱過程中氣體壓強隨體積變化的圖線，大氣壓強P0=76cmHg（約為Pa）（S1可認為是一超薄輕質的網狀活塞）。求；

（1）h1和h2的值；

（2）若緩慢升高氣體溫度，升高到多少開爾文可將所有水銀全部壓入細管內；

（3）在（2）的前提下所有水銀剛好全部壓入細管內，在這個過程中氣體對外做的功。（計算結果取2位有效數字）

Answer 1

【答案】（1）h1=1cm，h2=15cm；（2）T2=285K；（3）W=-0.49J

【解析】

（1）由圖乙可知，初狀態

體積由44cm3到48cm3，可知h1=1cm，取

聯立得

h2=15cm

（2）對封閉氣體為研究對象，末態，由

解得

又

由理想氣體狀態方程得

其中，，，，

代入數據解得

T2=285K

（3）由圖乙可知

代入數據解得