Question

如图所示，粗细均匀竖直放置的U形玻璃管左上端封闭，右上端开口．当温度为t₁=27℃时，管内用水银封闭着长L₁=8cm的空气柱，这时两管内水银面等高，已知大气压强为p₀=75cmHg．
（1）温度T₂多高时，被封闭的气柱长变为L₂=8.5cm？
（2）保持温度t₂不变，从开口端再注入多高的水银柱，气柱长可变回8cm？

Answer 1

分析：根据气体状态方程求出被封闭的气柱长变为L₂=8.5cm时气体的温度；根据玻意耳定律求出气柱长可变回8cm从开口端注入水银柱的高度．

解答：解：（1）根据理想气体状态方程得，

p0L1

T1

=

p2L2

T2

，
代入数据得，

75×8

273+27

=

(75+1)×8.5

273+t2

解得t₂=50°C，
则T₂=323K
（2）根据玻意耳定律得，p₂L₂=p₂L₁，
代入数据得，76×8.5=（75+h）×8，
解得h=5.75cm．
答：（1）温度T₂为323K时，被封闭的气柱长变为L₂=8.5cm．
（2）保持温度t₂不变，从开口端再注入5.75cm的水银柱，气柱长可变回8cm．

点评：本题考查了气体的状态方程和玻意耳定律的运用，难度中等，关键确定好初末状态，列式求解．