Question

【题目】如图所示，在一端封闭的粗细均匀的U形玻璃管中用水银柱封闭一段空气柱。U形管底边宽度为d=4cm,开口一侧管很长，当空气柱的温度为27℃时，左管水银柱的长度h1=12cm,右管水银柱长度h2=8cm,空气柱长度L=20cm;当空气柱的温度变为127℃时，左管水银柱的长度为.求：

(i)大气压强和空气柱温度为127℃时的气体压强；

(ii)要让水银柱全部进入U形管右侧，空气柱的温度至少要达到多少。

Answer 1

【答案】(ⅰ) 76cmHg 82 cmHg (ⅱ)477℃

【解析】解：(ⅰ)设大气压强为p0，U形管的横截面积为S，以左侧封闭气体为研究对象，当空气柱的温度变为127℃时，左管水银柱的长度为，右管水银柱的长度为

初状态：气体压强为：，体积为：

温度为：

末状态：气体压强为：，体积为：

温度为：

由理想气体状态方程得：

解得：

(ⅱ)要让水银柱刚好全部进入U形管右侧，这时空气柱体积，压强

由理想气体状态方程得：

解得T3=750K

要让水银柱全部进入U形管右侧，空气柱的温度至少是477℃