Question

（10分）如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中。当温

（10分）如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中。当温度为280K时，被封闭的气柱长L=22cm，两边水银柱高度差h=16cm，大气压强 =76cmHg。 （1）为使左端水银面下降3cm，封闭气体温度应变为多少？（2）封闭气体的温度重新回到280K后，为使封闭气柱长度变为20cm，需向开口端注入的水银柱长度为多少？

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Answer 1

（1） （2）

试题分析：（1）设玻璃管的横截面积为 ，封闭气体压强为 ，初始根据水银液面受力平衡可分析得 ，可得 当左端水银面下降 ，右端液面必然上升 ，则左右液面高度差变为 ，此时封闭气体压强为 同样根据液面平衡可分析得 ，可得 根据理想气体状态方程 ，代入温度 ，可得 （2）设此时封闭气体压强为 ，封闭气体的长度 ，根据理想气体状态方程可得 计算可得 此时作用液面高度差 左端液面上升 ，右端上升 ，所以开口端注入水银的长度为