Question

（2014?上海）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．

（2014?上海）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p0=76cm Hg．（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？

Answer 1

（1）初态压强P₁=（76-16）cmH_g
末态时左右水银面的高度差为16-2×3cm=10cm
末状态压强为：P₂=76-10cmH_g=66cmH_g
由理想气体状态方程得：

P1V1

T1

＝

P2V2

T2

故：T2＝

P2V2

P1V1

 T₁=

66×25

60×22

×280K＝350K
（2）加注水银后，左右水银面的高度差为：h′=（16+2×2）-l
由玻意耳定律得，P₁V₁=P₃V₃，其中P₃=76-（20-l）
解得：l=10cm
答：（1）为使左端水银面下降3cm，封闭气体温度应变为350K；
（2）需向开口端注入的水银柱长度为10cm．