Question

細(xì)長(zhǎng)的截面均勻的U形玻璃管，兩端都開口，管內(nèi)有兩段水銀柱封閉著一段空氣柱，若氣體溫度是27℃時(shí)，空氣柱在U形管的左側(cè)，A、B兩點(diǎn)之間，長(zhǎng)為15cm，如圖所示（圖中標(biāo)注長(zhǎng)度的單位是cm）。若保持氣體的溫度不變，從左側(cè)開口處緩慢地再注入25cm長(zhǎng)的水銀柱，管內(nèi)的空氣柱長(zhǎng)為多少？為了使這段空氣柱長(zhǎng)度恢復(fù)到15cm，且回到A、B兩點(diǎn)之間�？梢韵騏形管內(nèi)再注入一些水銀，且改變氣體的溫度。求從左右哪一側(cè)注入多長(zhǎng)的水銀柱？氣體的溫度變?yōu)槎嗌�？大氣壓�?qiáng)相當(dāng)于75cm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。

Answer 1

    （1）要再?gòu)挠覀?cè)管中注入25cm長(zhǎng)的水銀柱。（2）375K，或t=102℃。

解析:

由圖可見，左側(cè)水銀柱長(zhǎng)為25cm，管內(nèi)空氣柱的壓強(qiáng)相當(dāng)于100cm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。

而右側(cè)管中的水銀面比A高25cm，這段水銀柱總長(zhǎng)為45cm，

當(dāng)從左側(cè)管口再注入25cm長(zhǎng)的水銀柱時(shí)，空氣柱將下移到U型管的底部，

氣體的壓強(qiáng)變?yōu)?20cm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，這時(shí)氣柱長(zhǎng)設(shè)為x，有100×15=120x，解得空氣柱的長(zhǎng)度x=12.5cm。

要使空氣柱回到A、B兩點(diǎn)之間，空氣柱的壓強(qiáng)為125cm，

右側(cè)管內(nèi)的水銀面要高于A點(diǎn)50cm，要再?gòu)挠覀?cè)管中注入25cm長(zhǎng)的水銀柱。

氣體回到A、B之間，氣柱長(zhǎng)度仍為15cm，氣柱溫度要升高到T，有125/T=100/300。解得T=375K，或t=102℃。