问题
问答题
如图所示，竖直放置的均匀细U型试管，左侧管长LOA=30cm，右管足够长且管口开口，初始时左管内被水银封闭的空气柱长20cm，气体温度为27°C，左右两管水银面等高．已知大气压强为p0=75cmHg．
（1）现对左侧封闭气体加热，直至两侧水银面形成10cm长的高度差．则此时气体的温度为多少摄氏度？
（2）保持此时温度不变，从右侧管口缓慢加入水银，则至少加入多少长度的水银，可以使得左侧管内气体恢复最初的长度？
答案
（1）p2=p0+ρgh=85 cmHg
L2=L1+
=25cmh 2
从状态1到状态2由理想气体状态方程
=P1V1 T1 P2V2 T2
代入数据
=75×20 300 85×25 T2
得T2=425K 即t2=152℃
（2）设加入水银长度为x，则p3=p0+px=（75+x ）cmHg
从状态1到状态3经历等容过程．
由理想气体状态方程得
T3=T2=425K
代入数据
=75 300 75+x 425
得x=31.25cm
答：（1）现对左侧封闭气体加热，直至两侧水银面形成10cm长的高度差．则此时气体的温度为152℃
（2）保持此时温度不变，从右侧管口缓慢加入水银，则至少加入31.25cm长度的水银，可以使得左侧管内气体恢复最初的长度．