问题
计算题
如图所示，装有水银的一个细小U形管与一个巨型密封储气罐A相连，U形管左端封闭有一段空气柱，在气温为27℃时，空气柱长度为60 cm，右端水银面比左端低44 cm。当气温降到-23℃时，U形管两边水银高度差减小了4 cm。求：
（1）巨型密封气罐内气体的压强；
（2）U形管左端封闭空气柱的压强。
答案
解：（1）因储气罐体积比U形管体积大的多，可认为储气罐气体状态发生变化时体积不变，经历一等容过程
T1=273 K+27 K=300 K
T2=273 K-23 K=250 K
根据查理定律有
①
②
（2）对左边U形管内的的气体有
T'1=(273+27)K=300 K，p'1=p1-44 V'1=60S ③
T'2=(273-23)K=250 K，
④
其中S是U形管的横截面积
根据理想气体状态方程得
⑤ 得
31P2-25P1=140 cmHg ⑥
将②代入⑥得P2=140 cmHg ⑦
P'2=100 cmHg ⑧