Question

【题目】如图所示，U形管右管横截面积为左管2倍，管内水银在左管内封闭了一段长为26cm、温度为280K的空气柱，左右两管水银面高度差为36cm，大气压为76cm Hg．现向右管缓慢补充水银．

①若保持左管内气体的温度不变，当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为多大？

②在①条件下，停止补充水银，若给左管的气体加热，使管内气柱长度恢复到26cm，则左管内气体的温度为多少？

Answer 1

【答案】（1）52cmHg；（2）427K．

【解析】（1）对于封闭气体有：p1=（76﹣36）cmHg=40cmHg，V1=26S1cm3，V2=20S1cm3

由于气体发生等温变化，由玻意耳定律可得：p1V1=p2V2

（2）停止加水银时，左管水银比右管高：h1=76﹣52cmHg=24cmHg；

对左管加热后，左管下降6cm，右管面积是左管的2倍，故右管上升3cm，

左管比右管高为：h2=h1﹣9cm=15cm

故封闭气体的压强：p3=76﹣15cmHg=61cmHg

封闭气体在初始状态和最终状态的体积相同，由查理定律可得：

故：