解题思路:(1)由于平衡,两边水银面等高,即可求得右边水银柱总长;
(2)左边的水银恰好全部进入竖直管AB内时,根据左侧水银柱平衡可以求出底部气体的压强,然后根据玻意耳定律列式求解;
(3)根据玻意耳定律列式直接求解;
(1)U形管两端均开口,所以两竖直管内水银面高度应相同,即右边竖直管内水银柱高度为:
h0=2(厘米)…①
右边水平管内水银柱长度为:
14-t0-2=4(厘米)
右边水银柱总长是:
4+2=6(厘米)…②
(2)左边的水银全部进入竖直管内时,两竖直管内水银面高度均为:
h1=4(厘米)…③
此时,右边水平管内水银柱长度为2厘米,所以空气柱长为:
l1=14-2=12(厘米)…④
(p0+h0)l0
T0=
(P0+h1)l1
T1…⑤
∴T1=T0
(P0+h1)l1
(P0+h0)l0=273×
80×12
78×8=420(开)…⑥
(3)设温度为T2=490开时,空气柱长为l2
等压过程
I1
T1=
I2
T2…⑦
∴l2=T2
l1
T1=490×
12
420=14(厘米)…⑧
其中有2厘米进入左边竖直管内
∴右管内水银面高度为:
h1=4(厘米)…⑨
左管内水银上表面高度为:
h2=4+2=6(厘米)…⑩
答:(1)右边水银柱总长是6cm.
(2)当空气柱温度升高到420K时,左边的水银恰好全部进入竖直管AB内.
(3)当空气柱温度为490开时,右管内水银面高度为4cm,左管内水银上表面高度为6cm.
点评:
本题考点: 理想气体的状态方程;封闭气体压强.
考点点评: 本题关键根据平衡条件得到底部气体的气体压强,然后根据玻意耳定律和吕萨克定律列式求解.