Question

【題目】如下圖a所示，開口向上粗細均勻的足夠長導熱玻璃管，管內有一段長25cm的水銀柱，封閉著長60cm的空氣柱，大氣壓強恒定為P0=75cmHg，環境溫度為300K．

①求當玻璃管緩慢轉動60°時（如圖b）封閉空氣柱的長度？（小數點后保留一位小數）

②若玻璃管總長僅有L=115cm，從開口向上緩慢轉動至開口向下（如圖c）后，再改變環境溫度，足夠長時間后封閉空氣柱長度仍然為60cm，求此時的環境溫度．

Answer 1

【答案】① ②

【解析】

試題分析：①由等溫變化：

其中，

，

計算可得：

②旋轉至開口向下的過程中為等溫變化

判斷：假設水銀不會從玻璃管溢出，由

其中，

，

計算可得： 則已經溢出

設剩余水銀柱長x，有

計算可得：

然后改變溫度的過程為等壓變化：

其中，，

計算可得：