Question

如图所示，长为31cm、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的上端正好与管口齐平，封闭气体的长为10cm，温度为27℃，外界大气压强不变．若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下，这时留在管内的水银柱长为15cm，然后再缓慢转回到开口竖直向上，求：
（1）大气压强p₀的值；
（2）玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度；
（3）当管内气体温度升高到多少时，水银柱的上端恰好重新与管口齐平？

Answer 1

（1）初态：P₁=P₀+21cmHg   V₁=10S  末态：P₂=P₀-15cmHg   V₂=（31-15）S=16S  
       由玻意耳定律，得       P₁V₁=P₂V₂            
             P₀=75cmHg               
    （2）P₃=75+15=90cmHg    V₃=LS    
         P₁V₁=P₃V₃                  
         L=10.67cm              
    （3）P₄=P₃=90cmHg   V₄=（31-15）S=16S  T₃=300K  
         由吕萨克定律

V3

T3

=

V4

T4

                  T₄=450K   
                  得t=177℃
答：（1）大气压强p₀的值75cmHg；
    （2）玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度为10.67cm；
    （3）当管内气体温度升高到177℃时，水银柱的上端恰好重新与管口齐平．