题目内容
【题目】粗细均匀的U形管中装有水银，左管上端有一活塞P，右管上端有一阀门S，开始时活塞位置与阀门等高，如图所示，阀门打开时，管内两边水银柱等高，两管空气柱长均为l=20cm，此时两边空气柱温度均为27℃，外界大气压为P0=76cmHg，若将阀门S关闭以后，把左边活塞P慢慢下压，直至右边水银上升10cm，在活塞下压过程中，左管空气柱的温度始终保持在27℃，并使右管内温度上升到177℃，此时左管内空气的长度．
【答案】6．1cm
【解析】
试题分析：设U形管横截面积为s．
左管：初状态：P1=76cmHg V1=20cm×s T1=273K+27K=300K．
末状态：P2=？ V2=？ T2=300K （2分）
右管：初状态：P3=76cmHg V3=20cm×s T3=273K+27K=300K．
末状态：P4=P2-20cmHg V4=10cm×s T4=450K
对右管：由理想气体状态方程得：
，代入数据得：P2=248cmHg （2分）
对左管：由玻意耳定律得：P1V1=P2V2得：76×20×s=248×V2， （2分）
解得：
,所以此时空气柱长度：
=6．1cm （2分）
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