Question

上端開(kāi)口豎直放置的玻璃管，內(nèi)橫截面積為0.10 cm²，管中有一段15 cm長(zhǎng)的水銀柱將一些空氣封閉在管中，如圖8-2-6，此時(shí)氣體的溫度為27 ℃.當(dāng)溫度升高到30 ℃時(shí)，為了使氣體體積不變，需要再注入多少克水銀？設(shè)大氣壓強(qiáng)為p₀=75 cmHg且不變，水銀密度ρ=13.6 g/cm³.

圖8-2-6

Answer 1

解析：由于氣溫升高，壓強(qiáng)不變，體積增大，使管中水銀上移，為保持體積不變，應(yīng)向管中再注入一定量的水銀，增加的壓強(qiáng)使體積減小與由于溫度升高而增加的體積相互抵消，就能保持體積不變.

    設(shè)再注入水銀柱長(zhǎng)x cm,以封閉在管中的氣體為研究對(duì)象.

    初態(tài)：p₁=p₀+h=90 cmHg，T₁=300 K.

    末態(tài)：p₂=（90+x） cmHg，T₂=303 K.

    由查理定律：p₂/T₂=p₁/T₁得：（90+x）/303=90/300

    所以x=0.9 cm

    則注入水銀的質(zhì)量：m=ρxS=13.6×0.9×0.10 g=1.2 g.