Question

14．将一端封闭的U形管A如右图所示，插入水银槽内，U形管内有一段水银柱将A和B两部分气体隔离开，各部分长度如图，已知大气压强P₀=75cmHg，气温均为27℃，若仅对A气体加热，使A与B上部水银面相平，需使A气体温度升高多少度？

Answer 1

分析 同一段连续的水银柱中，等高的两点压强一定相等；找出AB气体的初末状态的压强；根据理想气体状态方程和波义耳定律分别对AB气体列式后联立求解即可

解答 解：设温度为T′时AB上部水银高度相同，次时B下端水银高处水银面xcm
P_B=75-35cmHg=40cmHg
P_A=P_B+20=60cmHg
P′_A=P′_B=（75-x）cmHg
V′_B=（70-x）
V′_A=20S
对AB气体P_BV_B=P′_BV′_B
$\frac{{P}_{A}{V}_{A}}{{T}_{A}}=\frac{P{′}_{A}V{′}_{A}}{T{′}_{A}}$
代入数据联立解得T′_A=450K
△T=T′_A-T_A=150K
即△t=150℃
答：使A与B上部水银面相平，需使A气体温度升高150℃

点评 本题关键是对两段气体分别运用理想气体状态方程和波义耳定律列式，难点在于确定A、B两段气体的压强与大气压强的关系