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如图所示,U形管右管内径为左管的2倍,即r右=2r左,右端通大气,左管中在T=300K时封闭了20cm长的空气柱,其中水银面比右管高15cm,若将U形管插入热水中(水浸没左管顶端),左管水银面下

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如图所示,U形管右管内径为左管的2倍,即r=2r,右端通大气,左管中在T=300K时封闭了20cm长的空气柱,其中水银面比右管高15cm,若将U形管插入热水中(水浸没左管顶端),左管水银面下降1cm,求热水温度(设大气压强为75cmHg).
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答案和解析
由于U形管右管内径为左管的2倍,左管内的液面下降1cm,则右管内的液面上升0.25cm,此时的液面差为15cm-1cm-0.25cm=13.75cm,
左管内封闭气体的压强由 p1=75-15=60cmHg,变为:p2=61.25cmHg
封闭气体的体积由v1=20cm变为v2=21cm
根据理想气体的状态方程知:
p1V1
T
=
p2V2
T′

解得:T′=331K=58°C
答:热水的温度是58℃.
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