Question

將一端封閉粗細均勻的U形管，如圖所示插入水銀槽內，U形管內有一段水銀柱把A和B兩部分氣體隔離開，各部分長度均如圖所示．已知在大氣壓p=75cmHg，溫度為27℃，若僅將左管加熱，使A和B上部水銀面相平，需使左管溫度升高多少？

Answer 1

【答案】分析：同一段連續(xù)的水銀柱中，等高的兩點壓強一定相等；故A氣體原來的壓強等于B氣體壓強加上20cmHg，B氣體原來壓強等于P減去35cmHg；加熱后，重新達到平衡，A氣體膨脹10cm長，A氣體壓強等于B氣體壓強，假設B氣體下邊界下降xcm，故B氣體的長度變?yōu)椋?0+x）cm，氣壓變?yōu)镻-35cmHg-xcmHg；根據理想氣體狀態(tài)方程和波義耳定律分別對AB氣體列式后聯立求解即可．
解答：解：對A氣體：
對B氣體：
其中：


P_B2=P-35-x
代人數據后聯立解得：

故

答：需使左管溫度升高170K．
點評：本題關鍵是對兩段氣體分別運用理想氣體狀態(tài)方程和波義耳定律列式，難點在于確定A、B兩段氣體的壓強與大氣壓強的關系．