Question

如圖所示，在左端封閉右端開口的、粗細均勻的U形管中， 有一段空氣柱將水銀分為A、B兩部分，A位于封閉端的頂部。已知在溫度t＝87℃時，空氣柱的長度L＝12.5cm，水銀柱A的長度h₁＝25cm，B部分的兩液面的高度差h₂＝45cm，外界大氣壓強P₀＝75cmHg。試求：

（1）當空氣柱的溫度為多少攝氏度時，A部分的水銀柱恰好對U形管的頂部沒有壓力.

（2）保持空氣柱在（1）情況下的溫度不變，在右管中注入多少厘米長的水銀柱，可以使U形管內(nèi)B部分的水銀面相平.

Answer 1

（1） 以封閉在左管中的氣體為研究對象，

初狀態(tài)：T＝360K， p₁＝（75－45）cmHg＝30cmHg，V₁＝12.5Scm³         （1分）

在水銀柱A對U形管的頂部沒有壓力時：T′＝273＋t′，p₂＝25cmHg         （1分）

 h₂’＝（75－25）cm＝50cm

      V₂＝10Scm³            （1分）

 ，  

                                               （2分）

（2） 狀態(tài)3：T₃＝T′， p₃＝p₀＝75cmHg，V₃＝L’’Scm³            （1分）

p₂V₂＝p₃V₃                       （2分）

注入的水銀柱長度為:  （2分）