Question

【題目】如圖所示，U形管右管橫截面積為左管2倍，管內水銀在左管內封閉了一段長為26cm、溫度為280K的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為36cm，大氣壓為76cm Hg．現向右管緩慢補充水銀．

①若保持左管內氣體的溫度不變，當左管空氣柱長度變為20cm時，左管內氣體的壓強為多大？

②在①條件下，停止補充水銀，若給左管的氣體加熱，使管內氣柱長度恢復到26cm，則左管內氣體的溫度為多少？

Answer 1

【答案】（1）52cmHg；（2）427K．

【解析】（1）對于封閉氣體有：p1=（76﹣36）cmHg=40cmHg，V1=26S1cm3，V2=20S1cm3

由于氣體發生等溫變化，由玻意耳定律可得：p1V1=p2V2

（2）停止加水銀時，左管水銀比右管高：h1=76﹣52cmHg=24cmHg；

對左管加熱后，左管下降6cm，右管面積是左管的2倍，故右管上升3cm，

左管比右管高為：h2=h1﹣9cm=15cm

故封閉氣體的壓強：p3=76﹣15cmHg=61cmHg

封閉氣體在初始狀態和最終狀態的體積相同，由查理定律可得：

故：