Question

左管封閉、右管開口，內徑粗細均勻的玻璃U形管豎直放置。左管內封閉一定質量的理想氣體，氣柱長15cm，溫度為27℃，足夠長的右管內用長為5cm的水銀柱封閉另一質量一定的理想氣體，氣柱長20cm，右管置于恒溫環境中。此時左管內水銀面位于刻度A處且比右管內水銀面高5cm（如圖所示），現僅對左管內氣體加熱至127℃(外界大氣壓強p₀=75cmHg。)問：

    (1)為使左管內水銀液面仍保持在刻度A處，則必須在右管中緩慢注入多長的水銀柱？

    (2)此時右管內氣柱的長度是多少？

Answer 1

    （1）  25cm     （2）15.2cm

解析:

（1）左管內氣體初態壓強p₁=75cmHg ①

代入數據解得p1′=100cmHg ③ 右管內氣體初態壓強 p₂=80cmHg ④

初態體積V₂=20S 末態壓強p₂′=p₁′+5=105cmHg ⑤

再注入的水銀柱長度L=105-80=25cm ⑥

（2）末態體積V′₂=L2S ⑦ 由玻意耳定律得p₂V₂=p′₂V′₂ ⑧

解得L₂=15.2cm