题目内容
如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积为V0＝90 cm3的金属球形容器连通，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度为27 ℃时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1＝16cm，水银柱上方空气柱长h0＝20 cm。现在对金属球形容器缓慢加热。(已知大气压p0＝76 cmHg，U形玻璃管的横截面积为S＝0.5 cm2)．求：
当加热到多少摄氏度时，两边水银柱高度在同一水平面上？
当加热到277℃时停止加热（此时右管中还有水银），求此时金属球形容器内U形玻璃管左侧、右两侧水银面的高度差。
解析： 初始状态：p1＝p0－h1＝60 cmHg，
V1＝V0＋h0S＝100 cm3，T1＝300 K，
末状态：p2＝p0＝76cmHg，
V2＝V1＋
＝104 cm3 (1分)，T2＝(273＋t2)K
由理想气体状态方程有：
＝
，（2分）
代入数据解得t2＝122.2℃.（1分）
由于277℃>122.2℃，所以左边水银柱将高于右边，设左边比右边高h（cm）（1分）
末状态：p3＝p0＋h＝（76+h） cmHg，（1分）
V3＝V1＋
（1分），T3＝(273＋277)K=550 K
由理想气体状态方程有：＝
，（1分）
代入数据解得h=24cm;-492cm(舍).（1分）
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