如图所示，竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积为V0=12cm3的金属球形容器连通，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体．开始时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高

Question

如图所示，竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积为V₀=12cm³的金属球形容器连通，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体．开始时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h₁=15cm，水银柱上方空气柱长h₀=6cm．现在左管中加入水银，保持温度不变，使两边水银柱在同一高度．（已知大气压P₀=75cmHg，U形玻璃管的横截面积为S=0.5cm²）．求：
①需要加入的水银柱长度；
②此过程中被封气体是吸热还是放热？

Answer 1

①初态：p1=p0-ph=75-15cmHg=60cmHg，V1=V0+h0S=12+6×0.5cm3=15 cm3，末态：p2=75cmHg，温度不变，根据玻意耳定律：p1V1=p2V2，解得：V2=P1V1P2=60×1575cm3=12cm3，即水银正好到球的底部．加入的水银为h1+2h0=15+2...