题目内容
如图所示，竖直放置的粗组均匀的U形玻璃管，左端开口，右端封闭．当温度为27℃时，管内两边水银面相平，右管上端的空气柱长为10cm，大气压强为76cmHg．求：温度上升到多少摄氏度时，左管水银面比右管水银面高出4cm．
分析：左管水银面比右管水银面高出4cm，则封闭气体的压强减小4cmHg，对封闭气体运用理想气体状态方程列式求解即可．
解答：解：设玻璃管横截面积为Scm2，以右管上端封闭的空气柱为研究对象．
气压：P1=76cmHg，p2=76+4=80cmHg
体积：V1=10?Scm3，V2=12?S cm3
温度：T1=273十27=300K
根据理想气体状态方程：
=
带入数据，有：
=
解得：T2=379K
所以有：t2=379-273=106℃
答：温度上升到106℃时，左管水银面比右管水银面高出4cm．
气压：P1=76cmHg，p2=76+4=80cmHg
体积：V1=10?Scm3，V2=12?S cm3
温度：T1=273十27=300K
根据理想气体状态方程：
| P1V1 |
| T1 |
| P2V2 |
| T2 |
带入数据，有：
| 76×10S |
| 300 |
| 80×12S |
| T2 |
解得：T2=379K
所以有：t2=379-273=106℃
答：温度上升到106℃时，左管水银面比右管水银面高出4cm．
点评：本题关键找出封闭气体的初末状态的气压、温度和体积，然后根据理想气体状态方程列式求解．
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