Question

如圖所示為一可以測量較高溫度的裝置，左右兩壁等長的U形管內(nèi)盛有溫度為0℃的水銀，左管上端開口，水銀恰到管口，在封閉的右管上方有空氣，空氣柱高h(yuǎn)＝24 cm�，F(xiàn)在給空氣柱加熱，空氣膨脹，擠出部分水銀，當(dāng)空氣又冷卻到0℃時，左邊開口管內(nèi)水銀面下降了H＝5cm。試求管內(nèi)空氣被加熱到的最高溫度。設(shè)大氣壓P₀＝76 cmHg （設(shè)管子足夠長，右管始終有水銀）。

Answer 1

由題意知，初狀態(tài)P₁=76+24=100 cmHg，   V₁=24S，   T₁=273 K

設(shè)溫度又冷卻到0℃時，兩邊水銀柱高度差是Δh，則

末狀態(tài)P₃=76+cmHg，（1分）    V₃=(5+)S，（1分）  T₃=273 K

      由理想氣體狀態(tài)方程得:             (2分)

      解得: =20 cm，  V₃=25S                (2分)          

      設(shè)氣體溫度最高時為T₂，此時各狀態(tài)參量為

      V₂=30S,       P₂=76+30=106 cmHg

由理想氣體狀態(tài)方程得:             (2分)

解得T₂=361.7 K                                (1分)