Question

左管封閉、右管開口，內徑粗細均勻的玻璃U形管豎直放置。左管內封閉一定質量的理想氣體，氣柱長15cm，溫度為27℃，足夠長的右管內用長為5cm的水銀柱封閉另一質量一定的理想氣體，氣柱長20cm，右管置于恒溫環境中。此時左管內水銀面位于刻度A處且比右管內水銀面高5cm（如圖所示），現僅對左管內氣體加熱至127℃(外界大氣壓強p₀=75cmHg。)問：

(1)為使左管內水銀液面仍保持在刻度A處，則必須在右管中緩慢注入多長的水銀柱？
(2)此時右管內氣柱的長度是多少？

Answer 1

（1）  25cm    （2）15.2cm

（1）左管內氣體初態壓強p₁="75cmHg" ①

代入數據解得p1′="100cmHg" ③右管內氣體初態壓強 p₂="80cmHg" ④
初態體積V₂="20S" 末態壓強p₂′=p₁′+5="105cmHg" ⑤
再注入的水銀柱長度L="105-80=25cm" ⑥
（2）末態體積V′₂="L2S" ⑦由玻意耳定律得p₂V₂=p′₂V′₂⑧
解得L₂=15.2cm