Question

【題目】水平放置的一端封閉的粗細(xì)均勻的玻璃管中，有一段水銀柱封閉了40cm長的空氣柱，水銀柱長25cm，如圖13所示，大氣壓強(qiáng)為75cmHg，溫度為T=300K。

(1)若玻璃管開口端向上豎直放置時，管內(nèi)空氣柱長度為多少cm？

(2)若玻璃管開口端向上豎直放置后，對封閉氣體加熱到溫度為多少時，管內(nèi)空氣柱長度恢復(fù)為40cm。

Answer 1

【答案】(1)30cm；(2)400K

【解析】

(1)玻璃管由水平位置變?yōu)樨Q直過程，氣體溫度保持不變，氣體發(fā)生等溫變化，應(yīng)用玻意耳定律可以求出空氣柱的長度。

(2)氣體溫度升高過程氣體壓強(qiáng)不變，氣體發(fā)生等壓變化，應(yīng)用蓋呂薩克定律可以求出氣體的溫度。

(1) 玻璃管水平放置時：p1=p0=75cmHg，V1=h1S=40S，

玻璃管豎直放置時：p2=p0+ph=75+25=100cmHg，V2=h2S，

氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律得：p1V1=p2V2，

代入數(shù)據(jù)解得：h2=30cm；

(2) 加熱前，氣體的體積：V2=h2S=30S，溫度：T2=T=300K，

空氣柱長度恢復(fù)到40cm時，V3=40S，

氣體發(fā)生等壓變化，由蓋呂薩克定律得：

解得：T3=400K.。