Question

如圖所示，一根長L=100cm、一端封閉的細(xì)玻璃管開口向上豎直放置，管內(nèi)用h=25cm長的水銀柱封閉了一段長L₁=30cm的空氣柱。已知大氣壓強(qiáng)為75cmHg，玻璃管周圍環(huán)境溫度為27℃求：

   （1）若將玻璃管緩慢倒轉(zhuǎn)至開口向下，玻璃管中氣柱將變成多大？

   （2）若保持玻璃管開口向下直立，緩慢升高管內(nèi)氣體溫度，當(dāng)溫度升高到多少攝氏度時，管內(nèi)水銀開始溢出。

Answer 1

解：⑴設(shè)初態(tài)壓強(qiáng)為P₁，倒轉(zhuǎn)后壓強(qiáng)P₂，氣柱長L₂，根據(jù)玻馬定律得：

…………………………………………．．………⑴

                                   式中    ……………………………⑵

                                   代入數(shù)值解得：

L₂=60cm  …………………………………………………．…⑶

（2）當(dāng)水銀柱與管口相平時，管中氣柱長

 L₃=75cm………………………………………………………．⑷    

                                    根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

 ………………………………………．…………⑸

                                    代入數(shù)值后解得

 T=375K=102°Ｃ……………………………．．………………⑹

（1）（2）（5）每式2分，其它各式每式1分。