Question

【題目】如圖a所示，總長L=40 cm的粗細(xì)均勻的直玻璃管水平放置，用長為20 cm的水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣體長度為16 cm。環(huán)境溫度為t1=7℃，大氣壓強(qiáng)p0=75 cmHg。求：

(ⅰ)保持外界大氣壓強(qiáng)不變，緩慢升高環(huán)境溫度，當(dāng)環(huán)境溫度升高到t2時(shí)，水銀柱到達(dá)管口，求t2（℃）的大小；

(ⅱ)保持外界大氣壓強(qiáng)p0、環(huán)境溫度為t2不變的情況下，將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至豎直開口向下，如圖b所示，穩(wěn)定后管中水銀柱的長度。

Answer 1

【答案】(1) 77℃ (2) 15 cm

【解析】（1）初狀態(tài)的狀態(tài)參量T1=273+t1 V1=l1S

末狀態(tài)的狀態(tài)參量為T2=273+t2 V2=(L-h)S

由蓋呂薩克定律得：

代入數(shù)據(jù)解得：t2=77℃

（2）設(shè)穩(wěn)定后管中水銀柱的長度x，則

初狀態(tài)： V2=(L-h)S P2=p0=75 cmHg

末狀態(tài)：V3=(L-x)S P3=p0-Px=(75-x) cmHg

由玻意耳定律得：P2V2= P3 V3

代入數(shù)據(jù)得：x=15 cm

本題答案是：(1) 77℃ (2) 15 cm