Question

19．如圖所示，豎直放置的均勻細U型試管，右管足夠長且管口開口，初始時左管內(nèi)被水銀封閉的空氣柱長20cm，氣體溫度為27℃，左右兩管水銀面等高，均為10cm，已知大氣壓為P₀=75cmHg，現(xiàn)對左側(cè)封閉氣體加熱，直至兩側(cè)水銀面形成10cm長的高度差，求此時氣體的溫度為多少攝氏度？

Answer 1

分析 從狀態(tài)1到狀態(tài)2氣體的溫度、體積、壓強都發(fā)生變化，由理想氣體狀態(tài)方程求解．

解答 解：加熱后左管的壓強：p₂=p₀+ρgh=85cmHg
加熱后左管內(nèi)氣體的高度：L₂=L₁+$\frac{h}{2}$=20+$\frac{1}{2}×10$=25cm
以左管內(nèi)氣體為研究對象，初狀態(tài)：P₁=75cmHg，V₁=20S，T₁=300K
末狀態(tài)：P₂=85cmHg，V₂=25S，T₂=？
從狀態(tài)1到狀態(tài)2由理想氣體狀態(tài)方程：$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$
代入數(shù)據(jù)：$\frac{75×20}{300}=\frac{85×25}{{T}_{2}}$
得T₂=425K  
即t₂=152℃
答：現(xiàn)對左側(cè)封閉氣體加熱，直至兩側(cè)水銀面形成10cm長的高度差．則此時氣體的溫度為152℃．

點評 只要封閉氣體的物質(zhì)的量沒有變化即為一定質(zhì)量的封閉氣體，只要能夠判定封閉氣體的哪一個物理量沒有變化，就能確定封閉氣體是發(fā)生等容變化、等溫變化還是等壓變化，如果三個物理量都發(fā)生變化，那么就利用理想氣體狀態(tài)方程解決．