Question

8．如圖所示，在粗細均勻的U形管左側用水銀封閉一段長為26cm，溫度為280K的空氣柱，穩(wěn)定時，左右兩管水銀高度差為36cm．先向右管緩慢補充水銀，保持左管內(nèi)氣體的溫度不變，當左管空氣柱長度變?yōu)?0cm時，停止補充水銀．已知大氣壓為76mHg．求：
（1）此時左管內(nèi)氣體的壓強；
（2）現(xiàn)給左管的氣體加熱，管內(nèi)氣柱長度恢復到26cm時左管內(nèi)氣體的溫度．

Answer 1

分析 （1）以封閉氣體為研究對象，應用玻意耳定律可以求出氣體的壓強；
（2）在液面上升或下降的過程中，水銀的體積保持不變，
根據(jù)題意求出封閉氣體的壓強，然后應用理想氣體的狀態(tài)方程求出氣體的溫度．

解答 解：①對于封閉氣體有：p₁=（76-36）cmHg=40cmHg，V₁=26Scm³，V₂=20Scm³，
由于氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律可得：
${P}_{2}=\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{V}_{2}}=\frac{40×26S}{20S}$=52cmHg
②封閉氣體的壓強p₃=（76-12）cmHg=64cmHg 
由理想氣體狀態(tài)方程可得：
${T}_{3}=\frac{{P}_{3}{V}_{3}{T}_{2}}{{P}_{2}{V}_{2}}=\frac{64×26S×280}{52×20S}$=448K
答：（1）此時左管內(nèi)氣體的壓強52cmHg；
（2）現(xiàn)給左管的氣體加熱，管內(nèi)氣柱長度恢復到26cm時左管內(nèi)氣體的溫度448K．

點評 根據(jù)圖示求出封閉氣體壓強，熟練應用玻意耳定律及查理定律即可正確解題；本題的難點是：氣體最終狀態(tài)的壓強．