Question

【題目】如圖所示，U形管豎直放置，右管內徑為左管內徑的2倍，管內水銀在左管內封閉了一段長為76cm、溫度為300K的空氣柱，左、右兩管水銀面高度差為6cm，大氣壓為76cmHg。

①給左管的氣體加熱，求當U形管兩邊水銀面等高時，左管內氣體的溫度；

②在①問的條件下，保持溫度不變，往右管緩慢加入水銀，直到左管氣柱恢復原長，求此時兩管水銀面的高度差。

Answer 1

【答案】①346.3②4.8cm

【解析】

由右管內徑是左管的2倍可知，右管的橫截面積是左管的4倍，所以兩管水銀面相平時，左側液面下降4.8cm，右側液面上升1.2cm，則有：

，

，

由公式

解得：；

(2)管中氣體做等溫變化，則有： ，其中

解得：P3=80.8cmHg

所以右管的水銀面比左管高。