如图所示，玻璃管A上端封闭，B上端开口且足够长，两管下端用橡皮管连接起来，A管上端被一段水银柱封闭了一段长为6cm的气体，外界大气压为75cmHg，左右两水银面高度差为5cm，温度为t1=27

Question

如图所示，玻璃管A上端封闭，B上端开口且足够长，两管下端用橡皮管连接起来，A管上端被一段水银柱封闭了一段长为6cm的气体，外界大气压为75cmHg，左右两水银面高度差为5cm，温度为t₁=27℃．

（1）保持温度不变，上下移动B管，使A管中气体长度变为5cm，稳定后的压强为多少？
（2）B管应向哪个方向移动？移动多少距离？
（3）稳定后保持B不动，为了让A管中气体体积回复到6cm，则温度应变为多少？

Answer 1

（1）气体做等温变化初状态：P_A1=P₀+ρgh_A=（75+5）cmHg=80 cmHg；V_A1=6S  
末状态：V_A2=5S
根据玻意耳定律：P_A1 V_A1=P_A2 V_A2
代入数据得：P_A2=96 cmHg 
（2）气体的压强增大，则两部分的液面差增大，所以B管应向上移动 
△h=（96-75）-（5-1）=17cm 
（3）末状态的压强：P_A3=P₀+ρgh₃=（75+23）cmHg=98 cmHg 
由查理定律：(PA1)/(T1)=(PA3)/(T3)
代入数据得：T₃=367.5K=94.5°C 
答：（1）保持温度不变，上下移动B管，使A管中气体长度变为5cm，稳定后的压强为96cmHg；
（2）B管应向上方向移动，移动17cm；
（3）稳定后保持B不动，为了让A管中气体体积回复到6cm，则温度应变为94.5℃．