Question

【题目】如图所示，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0℃的水槽中，B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空，B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。

（1）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）；

（2）将右侧水槽的水从0℃加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温。

Answer 1

【答案】（1）180mmHg （2）364K

【解析】

（1）在打开阀门S前，两水槽水温均为T0=273K。设玻璃泡B中气体的压强为P1，体积为VB，玻璃泡C中气体的压强为PC，依题意有P1=PC+ΔP①

式中ΔP=60mmHg。打开阀门S后，两水槽水温仍为T0，设玻璃泡B中气体的压强为PB，依题意有：PB=PC②

玻璃泡A和B中气体的体积为V2=VA+VB③

根据玻意耳定律得P1VB=PBV2④

联立①②③④式，并代入题给数据得，PC=180mmHg⑤

（2）当右侧水槽的水温加热到时，U形管左右水银柱高度差为ΔP，玻璃泡C中气体的压强为⑥

玻璃泡C中的气体体积不变，根据查理定律得⑦

联立②⑤⑥⑦式，并代入题给数据得。