Question

如圖所示，豎直放置且粗細均勻的U形玻璃管與容積為V₀=90cm³的金屬球形容器連通，用U形玻璃管中的水銀柱封閉一定質量的理想氣體，當環境溫度為27℃時，U形玻璃管右側水銀面比左側水銀面高出h₁="16" cm，水銀柱上方空氣長h₀="20" cm。現在對金屬球形容器緩慢加熱，當U形玻璃管左側水銀面比右側水銀面高出h₂ ="24" cm時停止加熱，求此時金屬球形容器內氣體的溫度為多少攝氏度？已知大氣壓P₀=" 76" cmHg，U形玻璃管的橫截面積為S=0.5cm²。

Answer 1

277℃

初始狀態：p₁= p₀－p_h1="60" cmHg??
V₁=V₀+h₀S ="100" cm³??
T₁="(273+27)" K=300K                                                      （2分）
末狀態：p₂=p₀＋p_h2=100cmHg??
V₂=V₁+="110" cm³??
T₂=（273+t₂）K                                                           （2分）
由理想氣體的狀態方程有                                       （3分）
代入數據解得T₂=550K,即t₂=277℃                                          （2分）