（2013?湖南模拟）如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积为V0=90cm3的金属球形容器连
（2013?湖南模拟）如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积为V0=90cm3的金属球形容器连通，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温...
（2013?湖南模拟）如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积为V0=90cm3的金属球形容器连通，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度为27℃时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1=16cm，水银柱上方空气柱长h0=20cm．现在对金属球形容器缓慢加热．（已知大气压p0=76cmHg，U形玻璃管的横截面积为S=0.5cm2）．求：Ⅰ．当加热到多少摄氏度时，两边水银柱高度在同一水平面上？Ⅱ．当加热到277℃时停止加热（此时右管中还有水银），求此时金属球形容器内U形玻璃管左侧、右两侧水银面的高度差．
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Ⅰ、根据题意得：
初始状态：p1=p0-h1=60 cmHg，
V1=V0+h0S=100 cm3，T1=300 K，
末状态：p2=p0=76cmHg，
V2=V1+
S=104 cm3，T2=（273+t2）K
由理想气体状态方程有：
=
代入数据解得：t2=122.2℃．
Ⅱ、由于277℃＞122.2℃，所以左边水银柱将高于右边，设左边比右边高h（cm）
末状态：p3=p0+h=（76+h） cmHg，（1分）
V3=V1+（
+
）S，
T3=（273+277）K=550 K
由理想气体状态方程有：
=
，
代入数据解得：h=24cm；
答：Ⅰ．当加热到122.2℃，两边水银柱高度在同一水平面上．
Ⅱ．此时金属球形容器内U形玻璃管左侧、右两侧水银面的高度差是24cm．
初始状态：p1=p0-h1=60 cmHg，
V1=V0+h0S=100 cm3，T1=300 K，
末状态：p2=p0=76cmHg，
V2=V1+
| h1 |
| 2 |
由理想气体状态方程有：
| P1V1 |
| T1 |
| P2V2 |
| T2 |
代入数据解得：t2=122.2℃．
Ⅱ、由于277℃＞122.2℃，所以左边水银柱将高于右边，设左边比右边高h（cm）
末状态：p3=p0+h=（76+h） cmHg，（1分）
V3=V1+（
| h1 |
| 2 |
| h |
| 2 |
T3=（273+277）K=550 K
由理想气体状态方程有：
| P1V1 |
| T1 |
| P3V3 |
| T3 |
代入数据解得：h=24cm；
答：Ⅰ．当加热到122.2℃，两边水银柱高度在同一水平面上．
Ⅱ．此时金属球形容器内U形玻璃管左侧、右两侧水银面的高度差是24cm．
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