Question

（選修3-3選做題）
如圖所示，豎直放置且粗細均勻的U形玻璃管與容積為v₀=90 cm³的金屬球形容器連通，用U形玻璃管中的水銀柱封閉一定質量的理想氣體，當環境溫度為27 ℃時，U形玻璃管右側水銀面比左側水銀面高出h₁=16 cm，水銀柱上方空氣柱長h₀=20 cm。現在對金屬球形容器緩慢加熱，當U形玻璃管左側水銀面比右側水銀面高出h₂=24 cm時停止加熱，求此時金屬球形容器內氣體的溫度為多少攝氏度？已知大氣壓p₀=76 cmHg，U形玻璃管的橫截面積為S=0.5 cm²。

Answer 1

解：初始狀態：p₁=P₀-h₁=60 cmHg，V₁=V₀+h₀S=100 cm³，T₁=300 K
末狀態：p₂=P₀+h₂=100 cmHg，，T₂=(273+t₂) K
由理想氣體狀態方程有：
代入數據解得t₂=277℃