Question

【題目】有一如圖所示導熱性良好的U形容器，右管頂都封閉，容器的左右兩部分橫截面積之比為1：2。容器內部密封一部分水銀。現測得右端部分的水銀液面與容器頂端的高度h= Scm，左右兩部分容器的水銀面的高度差H=15cm，設大氣壓Po= 75 cmHg，外界環境溫度t=27℃．求：

（1）向左邊的容器部分緩慢注入水銀，直到兩邊容器的水銀柱恰好相乎齊時封閉氣體的溫度；

（2）當左右兩部分的水銀柱相平齊后，將整個容器置于一溫控室內，然后使溫控室的溫度緩慢升高，直到右端容器內被密封的氣體的長度為5cm時，此時溫控室的溫度。

Answer 1

【答案】（1） （2）390K

【解析】

（1）以右邊玻璃管封閉的氣體為研究對象，封閉氣體等溫變化，設當兩管的水銀液面相平時，右端被封閉的氣體長度為.

初、末狀態的壓強和體積分別為：，

根據等溫變化可得：，

解得：；

（2）空氣柱的長度變為開始時的長度h時，右管水銀面下降，則左管水銀面會上升，此時兩側水銀面高度差為，此時空氣柱的壓強：

根據等容變化得到：

解得：。