Question

【題目】如圖甲所示，一根長，一端封閉的細(xì)玻璃管開口向上豎直放置，管內(nèi)用長的水銀柱封閉了一段長的空氣柱，大氣壓強(qiáng)玻璃管周圍環(huán)境溫度為，不計(jì)玻璃管與水銀之間的摩擦，求：

(1)若將玻璃緩慢轉(zhuǎn)至開口向右如圖乙，玻璃管中氣柱將變成多長？

(2)若使玻璃管轉(zhuǎn)至圖丙所示位置并緩慢升高管內(nèi)氣體溫度，若要管內(nèi)水銀不溢出，氣體溫度最高能升高到多少攝氏度？

Answer 1

【答案】(1) 40cm (2)

【解析】

(1)將玻璃緩慢轉(zhuǎn)至開口向右如圖乙，封閉氣體做等溫變化，根據(jù)玻意耳定律列式求解；

(2)使玻璃管轉(zhuǎn)至圖丙所示位置并緩慢升高管內(nèi)氣體溫度，若要管內(nèi)水銀不溢出，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程列式求解.

以玻璃管內(nèi)封閉氣體為研究對象，設(shè)玻璃管橫截面積為S，

初態(tài)壓強(qiáng)為：，，

開口向右時(shí)：壓強(qiáng)為：，，

由玻意耳定律可得：，

，

解得：；

，

玻璃管轉(zhuǎn)至圖丙所示位置時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為：

體積為：

由理想氣體狀態(tài)方程可得

代入數(shù)據(jù)解得：

即