题目内容

6.如图所示,粗细均匀,两端开口的U形管竖直放置,管的内径很小,水平部分BC长14cm,一空气柱将管内水银分隔成左右两段,大气压强相当于高为76cm水银柱的压强.
①当空气柱长度为8cm,温度为T0=273K时,BC管内左边水银柱长2cm,AB管内水银柱长也是2cm,则右边水银柱总长是多少?
②当空气柱温度升高到多少时,左边的水银恰好全部进入竖直管AB内?

分析 ①由于平衡,两边水银面等高;
②左边的水银恰好全部进入竖直管AB内时,根据左侧水银柱平衡可以求出底部气体的压强,然后根据玻意耳定律列式求解

解答 解:①U形管两端开口,所以两竖直管内水银面高度应相同,即右边竖直管内水银柱高度为h0=2cm
右边水平管内水银柱长度为14-l0-2=4cm,
右边水银柱总长为 L=4+2=6cm  
②当左边的水银全部进入竖直管内时,两竖直管内水银面高度均为
h1=4cm
此时,右边水平管内水银柱长度为2cm,所以空气柱的长度为
l1=14-2=12cm
由理想气体状态方程可得
可得T2=$\frac{80×12}{78×8}×273$K=420K
答:①当右边水银柱总长是6cm ②当空气柱温度升高到420K时,左边的水银恰好全部进入竖直管AB内

点评 本题关键根据平衡条件得到底部气体的气体压强,然后根据玻意耳定律列式求解

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