Question

有一個(gè)導(dǎo)熱性能良好的圓柱形容器，頂部由一活塞密封，容器內(nèi)盛有一定量的水，通過(guò)一根細(xì)管（體積可忽略）與外界相通，如圖所示。當(dāng)溫度為t℃時(shí)，細(xì)管中水面與容器中水面相平，被封閉空氣柱的高度為H，此時(shí)水面距細(xì)管頂端出口處高度差為h。已知大氣壓強(qiáng)為P₀，水的密度為ρ，重力加速度為g。

（1）若用力壓活塞，使它緩慢向下移動(dòng)，整個(gè)過(guò)程中保持溫度不變，要使水從細(xì)管頂端流出，活塞移動(dòng)距離Δh至少多大？

（2）若保持活塞在初位置不動(dòng)，讓溫度緩慢升高，要使水從細(xì)管頂端流出，則溫度至少要升高到多少攝氏度？

Answer 1

解：（1）圓柱形容器內(nèi)部橫截面積為S，容器內(nèi)被封閉氣體

初態(tài)：；；

末態(tài)：；；

氣體作等溫變化，由玻意耳定律，有      

即          

得          

（2）設(shè)溫度至少升高到t’℃，氣體作等容變化，由查理定律，得

       

得           （℃）