Question

【題目】如圖所示，U形管左右管橫截面積相同，在左管內(nèi)用水銀封閉一段長為28cm、溫度為280K的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為36cm,外界大氣壓為76cmHg.若給左管的封閉氣體加熱，使左管內(nèi)水銀面下降4cm,求：

(1)此時左管內(nèi)氣體的壓強為多少?

(2)此時左管內(nèi)氣體的溫度為多少?

(3)加熱后溫度保持不變，向右管注入水銀，使管內(nèi)氣柱長度恢復為28cm,求注入的水銀在管內(nèi)高度，(計算結(jié)果保留到整數(shù)，單位cm)

Answer 1

【答案】(1) 48cmHg (2) (3)

【解析】(1)左管水銀柱下降4cm，右管水銀柱上升4cm，即左右兩端水銀柱高度差變?yōu)?/span>h′＝28cm

左管內(nèi)氣體的壓強p2＝p0-h′＝48cmHg

(2) 設(shè)U形管左管的橫截面積為S，對左管內(nèi)封閉的氣體：p1＝p0-h＝40cmHg；V1＝l1S＝28S；T1＝280K

p2＝p0-h′＝48cmHg；V2＝l′S＝32S；T2

由理想氣體狀態(tài)方程得

可得

(3)對左管內(nèi)封閉的氣體，當管內(nèi)氣柱長度恢復為28cm

P3＝？；V3＝V1＝28cm3；T3＝T2＝384K

由查理定律

解得

注入的水銀高度為

本題答案是：(1) 48cmHg (2) (3)