问题
问答题
如图所示为竖直放置的、由粗细不同的两种均匀的玻璃管组成的U形管，细管的横截面积是粗管横截面积的一半，管内有一段水银柱，左管上端封闭，左管内气体柱长为30cm，右管上端开口与大气相通，管内水银面A、B、C之间的高度差均为h，且h长为4cm．气体初始温度为27℃，大气压强p0为76cmHg，求：
（1）当左侧细管中恰好无水银柱时，管内的气体压强；
（2）当左右两管水银面相平时，气体的温度．
答案
（1）设左侧细管横截面积为S，左管内水银柱下降4cm，则右侧上升h1，
由液体不可压缩性：4×S=2S×h1
h1=2cm
所以管内的气体压强P′=P0-ρgh+ρgh1=76-4+2=74cmHg
（2）当左右两管水银面相平时，由（1）可知，两水银面在B下方1cm处，
初状态：气压P1=P0-ρgh=76-2×4=68cmHg 体积V1=l1×S=30S
末状态：气压P2=P0=76cmHg 体积V2=（l1+4）×S+1×2S=36S
由
=P1V1 T1 P2V2 T2
带入数据
=68×30S 300 76×36S T2
得到气体温度T2=402.4K
答：（1）当左侧细管中恰好无水银柱时，管内的气体压强为74cmHg；
（2）当左右两管水银面相平时，气体的温度为402.4K．