Question

如图所示，在一端封闭的U形管中用水银柱封一段空气柱L，当空气柱的温度为14℃时，左臂水银柱的长度h₁=10cm，右臂水银柱长度h₂=7cm，气柱长度L=15cm；将U形管放入100℃水中且状态稳定时，h₁变为7cm。分别写出空气柱在初末两个状态的气体参量，并求出末状态空气柱的压强和当时的大气压强（单位用cmHg）。

Answer 1

75．25 cmHg；72．25 cmHg

对于封闭的空气柱（设大气压强为p0）
初态：p1=" p0+" h2- h1 =（ p0-3）cmHg
V1=LS=15S（cm3）
T1="287" K （三个参量表达正确得3分，用长度表示体积的可以不扣分）
末态h1ˊ=7cm，h2ˊ=10cm，
故压强p2=" p0+" h2′- h1′=（p0+3）cmHg
V2=（L+3）S=18S（cm3）
T2="373" K （三个参量表达正确得3分，用长度表示体积的可以不扣分）
由理想气体状态方程得  （1分）
解得，大气压强为p0=72．25 cmHg
在100℃水中时，空气柱压强为p2=75．25 cmHg   （2分）