题目内容
【题目】如图所示,左端封闭、右端开口的等臂U形玻璃管竖直放置,管内水银在左管内封闭一段长l0-15cm、温度为300K的空气柱,左右两管水银面高度差为h0=10cm,大气压强为75cmHg。
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(i)在温度不变的条件下,需要从开口端加入多长的水银柱才能使左右管的水银面等高?
(i i)左右两管内水银面刚好相平后,即停止补充水银,并给左管的气体加热,当右管内水银面刚好上升到与管口齐平时,左管内气体的温度为多少?
【答案】(1) 14cm (2) 808K
【解析】(i)设左边水银柱上升x,玻璃管内部横截面积为S,由气体实验定律
(p0-h0) l0S= p0(l0-x)S
需要加入的水银柱长度为l=2x+h0
解得:l=14cm
(ii)当右管内水银面刚好上升到与管口齐平时,左管内气体的压强
p3= p0+2(l0-x)Hg=101cmHg
及体积:V3=2(l0-x)S
由理想气体状态方程:
解得T3=808K
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