Question

如圖2-2-1所示，A、B是兩個(gè)管狀容器，除了管較粗的部分高低不同之外其他一切全同.將此兩容器抽成真空，再同時(shí)分別插入兩個(gè)水銀池中，當(dāng)水銀柱停止運(yùn)動(dòng)時(shí)（如圖），問(wèn)兩管中水銀的溫度是否相同？為什么？（設(shè)水銀與外界沒(méi)有熱交換.）

圖2-2-1

Answer 1

解析：把兩真空管A、B開(kāi)口插入水銀池中，在大氣壓力的作用下，水銀將沖入管中，通過(guò)水銀自身之間、水銀與管之間的摩擦，最后水銀停止運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中水銀的溫度升高了.不過(guò)要直接從這個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程中判斷出哪一個(gè)管中水銀的溫度高是困難的，可以換一個(gè)角度，以池中和管中的全部水銀為研究對(duì)象，利用能量轉(zhuǎn)化和守恒規(guī)律去判斷.在水銀進(jìn)入管中的過(guò)程中，大氣壓力對(duì)水銀做功，把大氣的能量轉(zhuǎn)化為水銀的內(nèi)能和重力勢(shì)能，在一定的大氣壓下，靜止時(shí)，A、B管中水銀柱的高度是相同的，也即進(jìn)入管中的水銀體積相同，所以大氣壓力做功相同.但兩裝置中水銀重力勢(shì)能的增量不同，所以兩者內(nèi)能的改變也不同，由圖可知A管水銀的重力勢(shì)能較小，所以A管中水銀的內(nèi)能增量較多，其溫度應(yīng)略高些.

答案：A管內(nèi)水銀溫度較高.