Question

【題目】如圖所示，豎直放置的U形管左端封閉，右端開口，左管橫截面積為右管橫截面積的2倍，在左管內用水銀封閉一段長為l、溫度為T的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為h cm，外界大氣壓為h0 cmHg．

（1）若向右管中緩慢注入水銀，直至兩管水銀面相平（原右管中水銀沒全部進入水平部分），求在右管中注入水銀柱的長度h1（以cm為單位）；

（2）在兩管水銀面相平后，緩慢升高氣體的溫度至空氣柱的長度為開始時的長度l，求此時空氣柱的溫度T′．

Answer 1

【答案】（1）h＋3l （2）T

【解析】

試題分析： （1）封閉氣體等溫變化：p1＝h0－h，p2＝h0，

p1l＝p2l′，h1＝h＋3（l－l′）

解得h1＝h＋3l

（2）空氣柱的長度變為開始時的長度l時，左管水銀面下降

l，右管水銀面會上升2l，此時空氣柱的壓強

p3＝h0＋3l，由＝

解得T′＝T