Question

如图是粗细均匀一端封闭一端开口的U形玻璃管，大气压强Po=76 cmHg，当两管水银面相平时，左管被封闭气柱长L₁=20cm、温度t₁=31⁰c，求：

    (I)当气柱温度等于多少⁰C时，左管中气柱长为21cm?

    (II)保持温度不变，为使左管气柱变为19cm，应在有管加入多长的水银柱?

Answer 1

（Ⅰ）当左管气柱变为21cm时，右管水银面将比左管水银面高2cm，

此时左管气柱压强：P₂=76+2=78cmHg                       ①

研究左管气柱由一定质量理想气体状态方程：      ②

其中P₁=P₀=76cmHg,V₁=20S,T₁=273+31=304K,V₂=21S,T₂=273+t₂

代入数据解得：t₂=54.6°C                               ③

（Ⅱ）设左管气柱变为19cm时压强为P₃，由题意可知左管气柱做等温变化,根据玻意耳定律：

   得：76×20S=P₃×19S                        ④   

解得：P₃=80cmHg                                        ⑤

右管加入的水银柱长：h=80-76+(20-19)×2=6cm               ⑥