Question

【題目】如圖所示，U形管右管的截面積為左管的兩倍，外界大氣壓強p0＝75cmHg。左端管口封閉，封有長h＝30cm的氣柱，左右兩管水銀面高度差H＝15cm，環境溫度t0＝27℃。

①求環境溫度升高到多少攝氏度時，兩側水銀面等高；

②若環境溫度保持不變而在右側管中加入水銀，使兩側水銀面等高，求右側水銀面升高的高度。

Answer 1

【答案】①t＝227℃ ②右側水銀面升高的高度h3＝H＋（h0－h2）＝21cm

【解析】設左側水銀面下降的高度為h1，分析可得h1+h1=H，解得h1＝10cm

根據理想氣體狀態方程

可知

解得t＝227℃

②當兩側水銀面等高時，氣體壓強為p0，設氣柱長為h2，由p1V1＝p3V3

可知（75－15）×30＝75×h2，得h2＝24cm

右側水銀面升高的高度h3＝H＋（h0－h2）＝21cm