Question

有人设计了一种测定某种物质与环境温度关系的测温仪，其结构非常简单（如图所示）。两端封闭、粗细均匀的竖直玻璃管内有一段长10cm的水银柱将管内气体分隔成上、下两部分，上部分气柱长20cm，压强为50cmHg，下部分气柱长5cm。今将管子下部分插入待测温度的液体中（上部分仍在原环境中），水银柱向上移动2cm后稳定不动。已知环境温度为27℃，上部分气柱的温度始终与外部环境温度保持一致。求稳定后：
（1）上部分气柱的压强；
（2）下部分气柱的压强；
（3）待测液体的温度。

Answer 1

解：（1）上部分气体，玻意耳定律：p₁V₁=p₁′V₁′
即p₁l₁S=p₁′l₁′S，p₁′=p₁l₁/ l₁′
解出p₁′=500/9cmHg=55.56cmHg
（2）下部分气体压强p₂′=p₁′+ρgh=（500/9+10）cmHg =65.56 cmHg
（3）插入前，下部分气体压强p₂=p₁+ρgh=50+10=60 cmHg
对下部分气体使用理想气体状态方程：
解出185.89℃