Question

  如圖，粗細均勻，內(nèi)徑很小，兩端開口的U形管豎直放置。兩管的豎直部分高度為20厘米，水平部分BC長16厘米。一空氣柱把管內(nèi)水銀分成左右兩部分。大氣壓強P₀=76cmHg，當空氣柱溫度為T₀=273K,長為L₀=10cm 時，水平管BC內(nèi)左邊水銀柱長為2 cm,，豎直管AB內(nèi)水銀柱長也為2cm .

求（1）空氣柱右邊水銀柱總長是多少？

（2）當空氣柱溫度升高到多少時，左邊水銀恰好全部進入豎直管AB內(nèi)？

（3）為使空氣柱左側管中水銀全部溢出，空氣柱溫度至少要升高到多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）6cm；（2）392K；（3）840K

【解析】（12分）（1）由于氣體壓強為78cmHg,故右側豎直管內(nèi)水銀高也為2cm ,所以右邊水銀柱總長為6cm

（2）左邊水銀全部進入豎直管時，右邊豎直管中水銀柱高也為4cm ,此時氣體壓強為80cmHg,氣柱總長為14cm，由理想氣體狀態(tài)方程：

  可得 T₂==392K

（3）左邊水銀全部進入豎直管后，再升高溫度氣體做等壓變化，左邊水銀柱上升，右邊水銀柱不再上升，當左邊水銀柱上升到豎直管開口處時，此時空氣柱長為30厘米，氣體體積最大，溫度最高。此后稍有擾動，左邊水銀就會溢出，右邊水銀柱下降，氣體開始做等容降溫。

所以T_m==840K