Question

一端開口的U形管內由水銀柱封有一段空氣柱，大氣壓強為76cmHg，當氣體溫度為27°C時空氣柱長為8cm，開口端水銀面比封閉端水銀面低2cm，如圖所示，求：
（1）當氣體溫度上升到多少°C時，空氣柱長為10cm？
（2）若保持溫度為27°C不變，在開口端加入多少長的水銀柱能使空氣柱長為6cm？

Answer 1

（1）氣體的初狀態(tài)：P₁=P₀-P_A=74cmHg，V₁=8s，T₁=300K
           氣體的末狀態(tài)：P₂=P₀+P_A=78cmHg，V₂=10s，
由公式：

P1V1

T1

=

P2V2

T2

，代入數據得：T₂=395.3K，t₂=122.3℃
    （2）氣體的狀態(tài)：V₃=6s，T₃=300K，
由公式：

P1V1

T1

=

P3V3

T3

，代入數據得：P₃=98.7cmHg
加入水銀柱的長度為L=98.7-76+2+（2×2）=28.7cm
答：氣體溫度上升到122.3°C時，空氣柱長為10cm，在開口端加入28.7cm長的水銀柱．
故答案為：（1）122.3℃（2）28.7cm