Question

【題目】有一內徑相同的“U”形玻璃細管ABCD，A端封閉、D端開口，AB、CD長度均為40cm，BC長度為19cm。用水銀封閉一定質量的理想氣體在A端，豎直段水銀柱長為18cm，水平段水銀柱長為4cm，如圖所示。已知大氣壓強為75cmHg，溫度為27℃，現將其以BC為軸緩慢翻轉直到A、D端豎直向上，求：

（1）翻轉后AB管中水銀柱的長度；

（2）保持A、D端豎直向上，緩慢升高A中氣體的溫度，使CD管中的水銀柱變為18cm，求此時氣體的溫度。

Answer 1

【答案】（1）9cm；（2）477℃。

【解析】

（1）翻轉前：p1=(75+18)cmHg=93cmHg；V1=(40-18)S=22S；T1=273+27=300K

設翻轉后AB 管中水銀柱的長度h，則：p2=(75-h) cmHg；V2=(40-h)S

根據玻意耳定律：

p1V1=p2V2

解得

h=9cm

（2）保持 A、D 端豎直向上，則此時p3=(75+18)cmHg=93cmHg；V1=(40+15)S=55S

根據理想氣體狀態方程有：

解得

則

t3=750-273=477℃