Question

如圖所示，在一端封閉的U形管中用水銀柱封一段空氣柱L，當空氣柱的溫度為14℃時，左臂水銀柱的長度h₁=10cm，右臂水銀柱長度h₂=7cm，氣柱長度L=15cm；將U形管放入100℃水中且狀態穩定時，h₁變為7cm。分別寫出空氣柱在初末兩個狀態的氣體參量，并求出末狀態空氣柱的壓強和當時的大氣壓強（單位用cmHg）。

Answer 1

75．25 cmHg；72．25 cmHg

對于封閉的空氣柱（設大氣壓強為p0）
初態：p1=" p0+" h2- h1 =（ p0-3）cmHg
V1=LS=15S（cm3）
T1="287" K （三個參量表達正確得3分，用長度表示體積的可以不扣分）
末態h1ˊ=7cm，h2ˊ=10cm，
故壓強p2=" p0+" h2′- h1′=（p0+3）cmHg
V2=（L+3）S=18S（cm3）
T2="373" K （三個參量表達正確得3分，用長度表示體積的可以不扣分）
由理想氣體狀態方程得  （1分）
解得，大氣壓強為p0=72．25 cmHg
在100℃水中時，空氣柱壓強為p2=75．25 cmHg   （2分）