Question

【題目】如圖所示，U形管右管內(nèi)徑為左管內(nèi)徑的倍，管內(nèi)水銀在左管內(nèi)封閉了一段長(zhǎng)為76cm、溫度為300K的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為6cm，大氣壓為76cmHg。

(1)給左管的氣體加熱，則當(dāng)U形管兩邊水面等高時(shí)，左管內(nèi)氣體的溫度為多少？

(2)在(1)問(wèn)的條件下，保持溫度不變，往右管緩慢加入水銀直到左管氣柱恢復(fù)原長(zhǎng)，問(wèn)此時(shí)兩管水銀面的高度差。

Answer 1

【答案】（i）T2=342.9 K；（ii）4cm

【解析】（i）當(dāng)初管內(nèi)氣體壓強(qiáng)

p1= p-Δp=70 cmHg，

當(dāng)左右兩管內(nèi)水銀面相等時(shí)，氣體壓強(qiáng)

p2=76 cmHg

由于右管截面積是左管的兩倍，所以左管水銀面將下降4 cm，右管中水銀面將上升2 cm，管內(nèi)氣柱長(zhǎng)度

l2=80 cm，

根據(jù)

得 T2=342.9 K

（ii）設(shè)氣柱恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)壓強(qiáng)為p3

p2V2=p3V3

得p3=80 cmHg

又Δp=p3-p2=4 cmHg

所以高度差為4 cm