如图所示，左端封闭的U形管中，空气柱将水银分为A、B两部分，空

问题问答题

如图所示，左端封闭的U形管中，空气柱将水银分为A、B两部分，空气柱的温度t=87°C，长度L=12.5cm，水银柱A的长度h₁=25cm，水银柱B两边液面的高度差h₂=45cm，大气压强p₀=75cmHg，

（1）当空气柱的温度为多少时，水银柱A对U形管的顶部没有压力；

（2）空气柱保持（1）中温度不变，在右管中注入多长的水银柱，可以使形管内水银柱B两边液面相平．

答案

（1）封闭气体初态：p₁=（75-45）cmHg=30cmHg V₁=12.5sT₁=273+87K=360K

A对顶部无压力时p₂=25cmHg h₂′=（75-25）cm=50cm L2=L-

h2′-h2

=10cm(

由理想气体状态方程得：

P1V1

P2V2

即

T2=

P2V2T1

P1V1

25×10S×360

30×12.5S

K=240K

（2）封闭气体等温变化，有玻意耳定律得：P₂L₂=P₀L₃

解得：L3=

P2L2

25×10

cm=

注入的水银柱长度为△L=h2′+2(L2-L3)=50+2×(10-

)cm=63.3cm

答：（1）当空气柱的温度为240K时，水银柱A对U形管的顶部没有压力；

（2）空气柱保持（1）中温度不变，在右管中注入63.3cm的水银柱，可以使形管内水银柱B两边液面相平