一道关于大气压强的物理题,一粗细均匀的U型管的一端封闭,当闭管内空气温度为31度时,开管和闭管内的水银面在同一水平面上,闭管中空气柱长7CM.假设大气压强始终保持为76CM水银柱.问（1）

Question

一道关于大气压强的物理题,
一粗细均匀的U型管的一端封闭,当闭管内空气温度为31度时,开管和闭管内的水银面在同一水平面上,闭管中空气柱长7CM.假设大气压强始终保持为76CM水银柱.问（1）现将闭管空气柱加热,达到平衡时,闭管空气柱长增加到7.5CM,那么温度上升了多少度?（2）维持闭管升高后的温度不变,从开管中再灌入水银,使闭管中的空气柱恢复到原来的长度7CM,此时开管和闭管水银面的高度差等于多少?

Answer 1

1.
闭管空气柱增加 0.5cm,则水银面下降 0.5cm,开管水银面上升 0.5cm
水银柱页面相差 1cm
P1V1/T1 = P2V2/T2
T2 = T1(P2V2/P1V1) = (273+31)(76+1)/76*7.5/7 = 330 [K]
T2 = 57 [℃]
2.
等温压缩
P3V3 = P2V2 = P1V1T2/T1
V3 = V1
P3 = P1T2/T1
当然也可以直接从第一个状态出发,不考虑过程,当作等容过程考虑,同样 P3 = P1T3/T1 = P1*T2/T1
P3 = 76*330/304 = 82.5 [mmHg]
需要加入水银维持压力差为 82.5-76 = 6.5 毫米汞柱