Question

5．如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l₁=10cm（可视为理想气体），两管中水银面等高．先将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h=10cm（环境温度不变，大气压强P₀=75cmHg）．求稳定后低压舱内的压强（用“cmHg”做单位）

Answer 1

分析 根据题意可知，这个过程是等温变化，找出左边气体变化前后的两个状态的状态参量，由等温变化的规律可求出左边的气体变化后的压强，从而即可求出低压舱的压强．

解答 解：设U型管的横截面积为S，则左端被封闭的气体初状态：
P₁=P₀，V₁=l₁S
末状态为：
P₂，V₂=（l₁+$\frac{10}{2}$）S
有理想气体的等温变化得：
P₁V₁=P₂V₂
代入数据得：
P₂=50cmHg
则低压舱的压强：
P=P₂-h=50-10=40cmHg
答：稳定后低压舱内的压强是40cmHg

点评 解答关于理想气体的问题，要明确气体的各个状态及其状态参量，利用相应的规律进行解题；注意同一段连续的水银柱中等高的点压强相同