Question

如图所示，竖直放置的均匀细U形试管，左侧管长L_OA=20cm且管口封闭，右侧管足够长且管口未封闭，初始时左管内被水银封闭的空气柱长10cm，气体温度为27℃，左右两管的水银面等高，已知大气压强恒为p₀=75cmHg，0℃为273K，现对左侧封闭气体缓慢加热，直到两侧水银面形成10cm的高度差，求：
①此时左侧气体的压强；
②此时左侧气体的温度．

Answer 1

分析：①此时左侧气体的压强等于大气压加上两侧水银面高度差产生的压强；
②根据理想气体状态方程列式，求解此时左侧气体的温度．

解答：解：①由题意分析得知两侧水银面形成10cm的高度差：
  此时左侧气体的压强p₂=p₀+10cmHg=75cmHg+10cmHg=85cmHg．
②对于左侧气体：
初态：p₁=p₀=75cmHg，L₁=10cm，T₁=300K；
末态：p₂=85cmHg，L₂=10cm+5cm=15cm，T₂=？
根据理想气体状态方程得：

p1V1

T1

=

p2V2

T2

代入数据解得，T₂=510K
则得，t₂=（510-273）℃=237℃
答：①此时左侧气体的压强是85cmHg；②此时左侧气体的温度是237℃．

点评：对于气体状态变化问题，列出初末两个状态的参量，即可明确气体发生什么变化，有利于选择解题规律，同时方便代数据．