Question

（2009?奉贤区一模）如图所示装置，封闭着一定质量气体的烧瓶浸在水中，烧瓶通过弯管连接着两管粗细相同的水银压强计，整个压强计处于空气中，下面是用软橡皮管连接的，可以让右管上下移动的．由于不慎使水银压强计左管水银面下h=10cm处有一段空气柱L．开始时，压强计两管的水银柱最上端在同一水平面，温度计示数为t₁=7℃，空气柱长为L₁=5cm．后来对水加热使水保持t₂=77℃，若大气压强P₀=75cmHg保持不变，假设室温恒定不变，不考虑液体和固体的热膨胀．在压强计右管中加入水银使左管水银柱最上端回到原来位置时，问：
（1）此时烧瓶中气体的压强p₂为多少cmHg？
（2）此时在右管中加入的水银柱的长度为多少cm？
（3）加热后为了使压强计左管水银柱最上端回到原来位置，除了用加入水银的方法外，还可以采用什么办法？

Answer 1

分析：（1）对烧瓶中的气体找出初状态与末状态，使用查理定律即可求出末状态的压强；
（2）对左管中的气体找出初状态与末状态，使用玻意耳定律即可求出末状态的长度，再找出各段的长度以及它们之间的关系，即可求出；

解答：解：（1）对烧瓶中的气体：初状态：P₁=P₀+L=80cmHg   T₁=273+t₁=280K  末状态：T₂=273+t₂=350K
由查理定律：

P1

T1

=

P2

T2

得：P₂=100cmHg
（2）对左管中的气体：初状态：P₃=P₀+L+h=90cmHg 末状态：P₄=P₂+h=110cmHg
由玻意耳定律得：P₃Ls=P₄L₂s
得：l₂=4.09cm
加入水银：110-75-10-4.09+0.91=21.82cm    
（3）向右管中加入水银的目的是使右管的水银面高于左管的水银面．除此之外，把右管上移抬高，也可以达到这一目的．
答：（1）此时烧瓶中气体的压强p₂为100cmHg；
（2）此时在右管中加入的水银柱的长度为21.82cm；
（3）加热后为了使压强计左管水银柱最上端回到原来位置，除了用加入水银的方法外，还可以 把右管上移抬高．

点评：该题需要针对烧瓶中的气体与左侧玻璃管中的气体分别使用查理定律与能玻意耳定律，并且找出各段的长度关系，才能正确解答．