Question

（2009?奉賢區(qū)一模）如圖所示裝置，封閉著一定質(zhì)量氣體的燒瓶浸在水中，燒瓶通過彎管連接著兩管粗細(xì)相同的水銀壓強(qiáng)計(jì)，整個(gè)壓強(qiáng)計(jì)處于空氣中，下面是用軟橡皮管連接的，可以讓右管上下移動(dòng)的．由于不慎使水銀壓強(qiáng)計(jì)左管水銀面下h=10cm處有一段空氣柱L．開始時(shí)，壓強(qiáng)計(jì)兩管的水銀柱最上端在同一水平面，溫度計(jì)示數(shù)為t₁=7℃，空氣柱長為L₁=5cm．后來對水加熱使水保持t₂=77℃，若大氣壓強(qiáng)P₀=75cmHg保持不變，假設(shè)室溫恒定不變，不考慮液體和固體的熱膨脹．在壓強(qiáng)計(jì)右管中加入水銀使左管水銀柱最上端回到原來位置時(shí)，問：
（1）此時(shí)燒瓶中氣體的壓強(qiáng)p₂為多少cmHg？
（2）此時(shí)在右管中加入的水銀柱的長度為多少cm？
（3）加熱后為了使壓強(qiáng)計(jì)左管水銀柱最上端回到原來位置，除了用加入水銀的方法外，還可以采用什么辦法？

Answer 1

分析：（1）對燒瓶中的氣體找出初狀態(tài)與末狀態(tài)，使用查理定律即可求出末狀態(tài)的壓強(qiáng)；
（2）對左管中的氣體找出初狀態(tài)與末狀態(tài)，使用玻意耳定律即可求出末狀態(tài)的長度，再找出各段的長度以及它們之間的關(guān)系，即可求出；

解答：解：（1）對燒瓶中的氣體：初狀態(tài)：P₁=P₀+L=80cmHg   T₁=273+t₁=280K  末狀態(tài)：T₂=273+t₂=350K
由查理定律：

P1

T1

=

P2

T2

得：P₂=100cmHg
（2）對左管中的氣體：初狀態(tài)：P₃=P₀+L+h=90cmHg 末狀態(tài)：P₄=P₂+h=110cmHg
由玻意耳定律得：P₃Ls=P₄L₂s
得：l₂=4.09cm
加入水銀：110-75-10-4.09+0.91=21.82cm    
（3）向右管中加入水銀的目的是使右管的水銀面高于左管的水銀面．除此之外，把右管上移抬高，也可以達(dá)到這一目的．
答：（1）此時(shí)燒瓶中氣體的壓強(qiáng)p₂為100cmHg；
（2）此時(shí)在右管中加入的水銀柱的長度為21.82cm；
（3）加熱后為了使壓強(qiáng)計(jì)左管水銀柱最上端回到原來位置，除了用加入水銀的方法外，還可以 把右管上移抬高．

點(diǎn)評：該題需要針對燒瓶中的氣體與左側(cè)玻璃管中的氣體分別使用查理定律與能玻意耳定律，并且找出各段的長度關(guān)系，才能正確解答．