如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管，右端通过橡胶管（橡胶管体积不计）与放在水中的导热金属球形容器连通，球形容器的容积为v0=90cm3，用U形玻璃管中的水银柱封闭一

Question

如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管，右端通过橡胶管（橡胶管体积不计）与放在水中的导热金属球形容器连通，球形容器的容积为v₀=90cm³，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度为7℃时．U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h₁=16cm，水银柱上方空气柱长h₀=20cm．（已知大气压强p₀=76cmHg，U形玻璃管的横截面积为S=0.5cm²）．若对水缓慢加热，应加热到多少摄氏度，两边水银柱高度会在同一水平面上？

Answer 1

根据题意得：
初始状态：p₁=p₀-h₁=60 cmHg，
V₁=V₀+h₀S=100 cm³，T₁=280 K，
末状态：p₂=p₀=76cmHg，
V₂=V₁+(1)/(2)h₁S=104 cm³，T₂=（273+t₂）K
由理想气体状态方程有：(p1V1)/(T1)=(p2V2)/(T2)
代入数据解得：t₂=95.9℃．
答：应加热到95.9摄氏度，两边水银柱高度会在同一水平面上．