Question

如圖所示，豎直放置的粗組均勻的U形玻璃管，左端開口，右端封閉．當溫度為27℃時，管內兩邊水銀面相平，右管上端的空氣柱長為10cm，大氣壓強為76cmHg．
求：溫度上升到多少攝氏度時，左管水銀面比右管水銀面高出4cm．

Answer 1

分析：左管水銀面比右管水銀面高出4cm，則封閉氣體的壓強減小4cmHg，對封閉氣體運用理想氣體狀態方程列式求解即可．

解答：解：設玻璃管橫截面積為Scm²，以右管上端封閉的空氣柱為研究對象．
氣壓：P₁=76cmHg，p₂=76+4=80cmHg
體積：V₁=10?Scm³，V₂=12?S cm³
溫度：T₁=273十27=300K　
根據理想氣體狀態方程：

P1V1

T1

=

P2V2

T2

帶入數據，有：

76×10S

300

=

80×12S

T2

解得：T₂=379K
所以有：t₂=379-273=106℃
答：溫度上升到106℃時，左管水銀面比右管水銀面高出4cm．

點評：本題關鍵找出封閉氣體的初末狀態的氣壓、溫度和體積，然后根據理想氣體狀態方程列式求解．