16.如圖所示,豎直圓筒固定不動(dòng),下方粗筒長(zhǎng)度一定,上方細(xì)筒足夠長(zhǎng);粗筒中A、B兩輕質(zhì)活塞間封有一定量的理想氣體,氣柱長(zhǎng)l=22cm?;钊鸄上方為水銀,粗細(xì)兩筒中水銀柱的高度分別為H=6cm和h=3cm,兩活塞與筒壁間的摩擦不計(jì)。用外力向上托住 B,使之處于平衡狀態(tài)。若外界大氣壓始終為 p
0=72cmHg,環(huán)境溫度為27℃。
(本題按照氣體狀態(tài)出現(xiàn)的先后順序,狀態(tài)參量的下標(biāo)寫(xiě)成 1、2、3……)
(1)求圖示狀態(tài)封閉氣體的壓強(qiáng) p
1;
(2)粗筒橫截面積為細(xì)筒橫截面積的4倍即S
1=4S
2。保持溫度不變,向上緩慢推動(dòng)活塞B,粗筒中的水銀柱剛好完全進(jìn)入細(xì)筒時(shí),試計(jì)算此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)p
2,并求活塞 B上升的距離?
(3)在第(2)問(wèn)的基礎(chǔ)上,固定活塞B的位置不變,將裝置放入57℃的恒溫箱中。一段時(shí)間后,在細(xì)筒上方注入水銀,為保證活塞A不向下移動(dòng),則注入水銀的最大高度h′為多少?
(4)請(qǐng)?jiān)趐-T圖上定量畫(huà)出氣體狀態(tài)在上述變化的整個(gè)過(guò)程。(在圖像上標(biāo)注箭頭表示氣體變化發(fā)展的方向)