题目内容

【题目】如图所示,在长为 l=57cm 的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内,用 4cm 高的水银柱封闭着 51cm 长的理想气体,管内外气体的温度均为 33℃。现将水银缓慢注入管中,直到水银面与管口相平,此时管中气体的压强为多少?新注入水银柱的高度为多少?(大气压强为 P0=76cmHg)

【答案】85cmHg,5cm

【解析】

设玻璃管的横截面积为S,初态时,管内气体的温度为T1=306 K,体积为V1=51S cm3,压强为p1=p0+h=80cmHg.

当水银面与管口相平时,水银柱高为H,则管内气体的体积为V2=(57H)Scm3,压强为p2=p0+H=(76+H)cmHg.

由玻意耳定律得p1V1=p2V2

代入数据,得H2+19H252=0

解得:H=9cm

所以p2=85cmHg

新注入水银柱的高度为Δh=H-4cm=5cm

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