Question

如圖所示，燒瓶內封閉一定質量的理想氣體，燒瓶的總體積為800mL，最初，U形管兩臂中的水銀面齊平，燒瓶中無水，溫度為27℃，當用注射器往燒瓶中注入200mL水時，U形管兩臂中的水銀面出現25cm高度差，然后將燒瓶緩慢加熱，使氣體溫度變為57℃．忽略細管中的氣體體積．求：
（1）大氣壓強P為多少cmHg？
（2）最終U形管兩臂中的水銀面的高度差？

Answer 1

【答案】分析：①氣體發生等溫變化，已知氣體體積，由玻意耳定律可以求出氣體壓強．
②根據查理定律求出氣體的壓強，然后由平衡條件求出水銀面的高度差．
解答：解：（1）由題意知：P₁=P，P₂=P+h=P+25cmHg，V₁=800mL，V₂=600mL，
由玻意耳定律可得：P₁V₁=P₂V₂，
即：p×800=（p+25）×600
代入數據，解得p=75cmHg
（2）由題意知：P₂=75cmHg+25cmHg=100cmHg，T₂=27+273=300K，T₃=57+273=330K，
根據查理定律可得
即
解得p₃=110cmHg
所以△h=（110-75）cm=35cm．
答：（1）大氣壓強P為75cmHg．
（2）最終U形管兩臂中的水銀面的高度差為35cm．
點評：本題考查了求氣體壓強與體積問題，根據題意確定初末狀態的狀態參量、熟練應用玻意耳定律和查理定律即可正確解題；本題難度不大，是一道基礎題．