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    如图8-3-9所示，粗细均匀，两端开口的U形管竖直放置，管的内径很小，水平部分BC长14 cm.一空气柱将管内水银分离成左右两段.大气压强相当于高为76 cmHg的压强.

    图8-3-9

    (1)当空气柱温度为T0=273 K，长为l0=8 cm时，BC管内左边水银柱长2 cm,AB的管内水银柱长是2 cm，则右边水银柱总长是多少？

    (2)当空气柱温度升高到多少时，左边的水银恰好全部进入竖直管AB内？

    (3)当空气柱温度为490 K时，两竖直管内水银柱上表面高度各为多少？

    解析：(1)系统平衡，则左、右两侧水银柱竖直部分应等高.

    所以右边水银柱总长为

    14 cm-(2 cm+8 cm)+2 cm=6 cm.

    (2)以封闭气体为研究对象，设U管截面积为S

    升温前，p1=78 cmHg  V1=8S  T0=273 K

    升温后，p2＝80 cmHg  V2=12S  T2=?

    由理想气体状态方程，

    代入已知数据得，T2=420 K.

    即当空气柱温度升高到420 K时，左边的水银恰好全部进入竖直管AB内.

    (3)温度从420 K升高到490 K的过程中，为等压变化右边水银面保待不变，其高度为4 cm.

    由盖·吕萨克定律：

    即

    ∴l3=l2

    代入已知数据得   l3=14 cm

    所以左边的水银柱上表面高度为：14 cm-12 cm+4 cm=6 cm

    答案：(1)6 cm  (2) 420 K  (3)左6 cm    右4 cm

    练习册系列答案
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    图8-3-9

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    图8-3-9

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    图8-3-9

    A.0

    B.，水平向右

    C. ，水平向左

    D.v0，水平向右

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