Question

如圖所示，U形管兩細管粗細均勻長度相等，左端封閉，右端開口，水平部分長20cm。有兩段8cm長水銀柱等高，各封住長為30cm的空氣柱A和長為40cm的空氣柱B，兩氣體溫度均為27^oC，大氣壓強恒定。現使A、B溫度緩慢升高，最終都達到57 ^oC。問：

（1）空氣柱A的最終長度。  
（2）右管內水銀柱移動的距離。 

Answer 1

（1）33cm（2）7cm

根據氣體狀態方程列式求解，對A氣體可先假設水銀柱未進入水平管，利用等壓變化求解后再判斷是否成立；對B氣體利用等壓變化求解。
(1) 對A氣體，假設水銀柱未進入水平管，氣體等壓變化遵循(2分)
代入數據  解得=33cm  故假設正確（2分）
(2) 對B氣體，等壓變化遵循   (2分)
代入數據，解得=44cm   (2分)
右管內水銀柱向上移動距離為△h="44-" 40+3cm=7cm    (2分)