Question

【題目】如圖所示，U形管倒置于水銀槽中，A端下部封閉，內封有10cm長的空氣柱，在B管內也有一段空氣柱，氣柱長20cm，其余各段水銀柱的長度如圖所示，大氣壓強為75cmHg，氣溫為27℃。

（1）求B、A兩部分氣體的壓強。

（2）如僅對A管加熱，B管內氣體溫度不變，要使兩管內上部水銀面相平，求A管應升溫多少。（U形管粗細均勻）

Answer 1

【答案】（1）求B、A兩部分氣體的壓強分別為：40cmHg、60cmHg；（2）如僅對A管加熱，B管內氣體溫度不變，要使兩管內上部水銀面相平，A管應升溫170K。

【解析】

（1）根據圖示分析A、B兩部分氣體的狀態

加熱前 ， ，

， ，

（2）加熱后由于兩管內上部水銀面相平，可得兩部分氣體的壓強相等，即 ，設此時水銀槽內水銀面與B氣柱下端水銀面的高度差為x，

則 ，

， ，？

分別對A部分氣體由理想氣體狀態方程得：，即=①

對B部分氣體根據玻意耳定律得：

，即 ②

解②式 得 ，將此結果代入①，解得