Question

【題目】（10分）如圖所示，豎直放置的均勻細U型試管，左側管長LOA＝30cm，右管足夠長且管口開口，初始時左管內被水銀封閉的空氣柱長20cm，氣體溫度為27°C，左右兩管水銀面等高。已知大氣壓強為p0＝75cmHg.

（1）現對左側封閉氣體加熱，直至兩側水銀面形成10cm長的高度差.則此時氣體的溫度為多少攝氏度？

（2）保持此時溫度不變，從右側管口緩慢加入水銀，則至少加入多少長度的水銀，可以使得左側管內氣體恢復最初的長度？

Answer 1

【答案】(1) t2＝152℃(2) 31.25cm

【解析】

試題分析：（1）p2＝p0＋ρgh＝85 cmHg（1分）

L2＝L1＋h/2＝25cm

從狀態(tài)1到狀態(tài)2由理想氣體狀態(tài)方程＝（2分）

代入數據

得T2＝425K 即t2＝152℃（2分）

（2）設加入水銀長度為x,則p3＝p0＋px＝(75＋x )cmHg（1分）

從狀態(tài)1到狀態(tài)3經歷等容過程。＝（2分）

T3＝T2＝425K

代入數據

得x＝31.25cm（2分）