Question

在室溫條件下研究氣體的等容變化，實驗裝置如圖所示，由于不慎使水銀壓強計左管水銀面下h=10cm處有長L=4cm的空氣柱．開始時壓強計的兩側水銀柱最高端均在同一水平面上，溫度計示數為7℃，后來對水加熱，使水溫升高到77℃，并通過調節壓強計的右管，使左管水銀面仍在原來的位置．若大氣壓強為76cmHg．求：
（1）加熱后左管空氣柱的長L′（保留一位小數）．
（2）加熱后壓強計兩管水銀面的高度差△h．

Answer 1

【答案】分析：（1）A氣體等容升溫，根據波義耳定律列式求解A中的氣體壓強；求出B中氣壓后根據玻意耳定律求解B的體積；
（2）根據B的氣壓求解壓強計兩管水銀面的高度差．
解答：解：（1）對于A氣體的等容變化，有p_A1=（76+14）-10=80cmHg                                
，
帶入數據，有：，
解得：p_A2=100cmHg                             
對于B氣體的等溫變化，有p_B1=76+14=90cmHg，
p_B2=100+10=110cmHg                                    
根據玻意耳定律，有：p_B1V_B1=p_B2V_B2，
代入數據，有：90×4=110×L'，
解得：L'≈3.3cm                                            
（2）△h=（110-76）-（10+3.3）=20.7cm
答：（1）加熱后左管空氣柱的長L′為3.3cm．
（2）加熱后壓強計兩管水銀面的高度差△h為20.7cm．
點評：本題關鍵是找出兩部分氣體的已知狀態參量，然后根據理想氣體狀態方程列式求解未知量，不難，但要細心．