Question

（选做题，选修3-3）
如图所示，在一端封闭的U形管中用水银柱封一段空气柱L，当空气柱的温度为14℃时，左臂水银柱的长度h₁=10 cm，右臂水银柱长度h₂=7 cm，气柱长度L=15 cm； 将U形管放入100℃水中且状态稳定时，h₁变为7 cm。求末状态空气柱的压强和当时的大气压强(单位用cmHg)。

Answer 1

解：
对于封闭的空气柱（设大气压强为P₀）
初态：P₁=P₀+h₂-h₁=(P₀-3)cmHg
V₁=LS=15S(cm³)
T₁=287 K
末态：p₂=(p₀+3)cmHg
V₂=(L+3)S=18S(cm³)
T₂=373 K
由理想气体状态方程得
解得，大气压强为P₀=75.25 cmHg
在100℃水中时，空气柱压强为P₂=78.25 cmHg。