Question

【题目】（10分）如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中。当温度为280K时，被封闭的气柱长L=22cm，两边水银柱高度差h=16cm，大气压强=76cmHg。

（1）为使左端水银面下降3cm，封闭气体温度应变为多少？

（2）封闭气体的温度重新回到280K后，为使封闭气柱长度变为20cm，需向开口端注入的水银柱长度为多少？

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】

试题（1）设玻璃管的横截面积为，封闭气体压强为，初始根据水银液面受力平衡可分析得，可得

当左端水银面下降，右端液面必然上升，则左右液面高度差变为，此时封闭气体压强为

同样根据液面平衡可分析得，可得

根据理想气体状态方程，代入温度，可得

（2）设此时封闭气体压强为，封闭气体的长度，根据理想气体状态方程可得

计算可得

此时作用液面高度差

左端液面上升，右端上升，所以开口端注入水银的长度为