Question

如圖所示，粗細均勻、導熱良好、裝有適量水銀的U型管豎直放置，右端與大氣相通，左端封閉氣柱長（可視為理想氣體），兩管中水銀面等高。先將右端與一低壓艙（未畫出）接通，穩定后右管水銀面高出左管水銀面（環境溫度不變，大氣壓強）

①求穩定后低壓艙內的壓強（用“cmHg”做單位）
②此過程中左管內的氣體對外界            （填“做正功”“做負功”“不做功”），氣體將          （填“吸熱”或放熱“）。

Answer 1

①②做正功；吸熱

①設U型管橫截面積為S，右端與大氣相通時左管中封閉氣體壓強為，右端與一低壓艙接通后左管中封閉氣體壓強為，氣柱長度為，穩定后低壓艙內的壓強為。左管中封閉氣體發生等溫變化，根據玻意耳定律得
             ①
                ②
            ③
                ④
                ⑤
由幾何關系得
           ⑥
聯立①②③④⑤⑥式，代入數據得
          ⑦
②做正功；吸熱