(2013?上海模拟)如图所示,U型玻璃细管竖直放置,水平细管又与U型玻璃细管底部相连通,各部分细管内径

(2013?上海模拟)如图所示,U型玻璃细管竖直放置,水平细管又与U型玻璃细管底部相连通,各部分细管内径相同.U型管左管上端封有长11cm的理想气体B,右管上端开口并与大气相通,此时U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平,水银面距U型玻璃管底部为15cm.水平细管内用小活塞封有长度10cm的理想气体A.现将活塞缓慢向右推,使气体B的长度为10cm,此时气体A仍封闭在气体B左侧的玻璃管内.已知外界大气压强为75cmHg.试求:(1)最终气体B压强;(2)活塞推动的距离.

(1)活塞缓慢向右推的过程中,气体B做等温变化pB1VB1=pB2VB2
75×11S=PB2×10S(设S为玻璃管横截面)
PB2=82.5cmHg(即最终气体B压强为82.5cmHg)
(2)末状态:气体B和C的液面高度差△h=82.5-75cm=7.5cm
活塞缓慢向右推的过程中,气体A做等温变化
初状态:PA1=PB1+h1=75+15=90cmHg
末状态:PA2=PB2+h2=82.5+16=98.5cmHg
pA1VA1=pA2VA2
90×10S=98.5×LA2S
LA2=9.137cm活塞推动的距离d=1+(7.5+1)+(10-9.137)=10.363cm(近似值)
答:(1)最终气体B压强82.5cmHg
(2)活塞推动的距离10.363cm
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