Question

【題目】如圖所示，U形管左端封閉，右端開口，左管橫截面積為右管橫截面積的2倍，在左管內用水銀封閉一段長為26 cm、溫度為280 K的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為36 cm，外界大氣壓為76 cmHg.若給左管的封閉氣體加熱，使管內氣柱長度變為30 cm，則此時左管內氣體的溫度為多少？

Answer 1

【答案】420 K

【解析】以封閉氣體為研究對象，設左管橫截面積為S，當左管封閉的氣柱長度變為30 cm時，左管水銀柱下降4 cm，右管水銀柱上升8 cm，即兩端水銀柱高度差為：h′＝24 cm

由題意得V1＝L1S＝26S，p1＝p0－h1＝76 cmHg－36 cmHg＝40 cmHg，T1＝280 K，

p2＝p0－h′＝52 cmHg，V2＝L2S＝30S

由理想氣體狀態方程：＝

解得T2＝420 K

所以左管內氣體的溫度為420 K.