Question

【题目】如图所示，U形管左管截面半径为r1，右管截面半径倍，设右管足够高，管内水银在左管内封闭了一段长为h1=19cm，温度为T1=240K的空气柱，左右两管水银面高度差为ΔH=16cm，大气压为P0=76cmHg.现向右管缓慢补充水银，保持左管内气体的温度不变。直到左右两边水银面相平时，求：

（1）此时气柱的长度最终结果保留两位有效数字

（2）对封闭气体加热，则其重新回到19cm的长度时，封闭气体温度T为多少K？

Answer 1

【答案】（1）15（2）328K

【解析】

解：设水银的密度为，U型管左右两边横截面积分别为，，封闭气体依次在三种状态下的压强分别为、、

解得：

两边液面相平时，封闭气体压强为：，封闭气体长度为

该过程为等温过程，由波意耳定律有：

解得：

封闭气体回到原长度时，右管比左管液面高出

与初态相比，是等容过程，由查理定律得：

解得：

答：此时气柱的长度为15cm；

对封闭气体加热，则其重新回到19cm的长度时，封闭气体温度T为328K。