Question

【題目】圖中的豎直圓筒固定不動，粗筒橫截面積是細筒的4倍，細筒足夠長。粗筒中A、B兩輕質活塞間封有空氣，氣柱長l=20cm。活塞A上方的水銀深H=10cm，兩活塞與筒壁間的摩擦不計。大氣壓強p0=75cmHg。用外力F豎直向上托住活塞B，使之處于靜止狀態。水銀面與粗筒上端相平。現緩慢升高溫度，直至水銀的一半進入細筒中，求：

（1）此時外力F與初始時外力F的比值；

（2）此時氣體的溫度與初始溫度的比值。

Answer 1

【答案】（1）此時外力與初始時外力的比值為5：2；（2）此時氣體的溫度與初始溫度的比值為25：17

【解析】

（1）封閉氣體的壓強：p1=p0+ρgH=85cmHg，

由p=可知，力：F=pS，外力之比：

；

（2）由理想氣體狀態方程得：

溫度之比：