中水银面高出O点h2=44 cm.求恒温槽的温度(已知外界大气压为1个标准大气压,1个标准大气压等于76 cmHg).
图3
答案 364 K(或91 ℃)
解析 设恒温槽的温度为T2,由题意知T1=273 K
A内气体发生等容变化,根据查理定律得
= ①
p1=p0+ph1 ②
p2=p0+ph2 ③
联立①②③式,代入数据得
T2=364 K(或91 ℃).
二、盖·吕萨克定律的应用
例2 如图4所示,绝热的气缸内封有一定质量的气体,缸体质量M=200 kg,活塞质量m=10 kg,活塞横截面积S=100 cm2.活塞与气缸壁无摩擦且不漏气.此时,缸内气体的温度为27 ℃,活塞位于气缸正中间,整个装置都静止.已知大气压恒为p0=1.0×105 Pa,重力加速度为g=10 m/s2.求:
图4
(1)缸内气体的压强 p1;
(2)缸内气体的温度升高到多少℃时,活塞恰好会静止在气缸缸口AB处.
答案 (1)3.0×105 Pa (2)327 ℃
解析 (1)以气缸为研究对象(不包括活塞),由气缸受力平衡得:p1S=Mg+p0S
解得:p1=3.0×105 Pa.
(2)设当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时,缸内气体温度为T2,压强为p2,此时仍有p2S=Mg+p0S,即缸内气体做等压变化.对这一过程研究缸内气体,由盖·吕萨克定律得: