Question

【题目】如图所示，一根长、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用长的水银柱封闭了一段长L的空气柱。已知大气压强为p，若环境温度不变，求：

若将玻璃管缓慢转至水平并开口向右，求稳定后的气柱长度；

将玻璃管放于水平桌面上并让其以加速度为重力加速度向右做匀加速直线运动见图乙，求稳定后的气柱长度。

Answer 1

【答案】：若将玻璃管缓慢转至水平并开口向右，稳定后的气柱长度为40cm；

将玻璃管放于水平桌面上并让其以加速度为重力加速度向右做匀加速直线运动，稳定后的气柱长度为24cm。

【解析】

气体发生等温变化，据玻意耳定律可求变化后气柱的长度；需注意的是需考虑变化过程中是否有水银溢出。

①设将玻璃管缓慢转至水平的过程中，水银未溢出

初态：、

末态：、

由玻意尔定律可得

解得：

因，水银未溢出

即若将玻璃管缓慢转至水平并开口向右，稳定后的气柱长度为40cm。

②当玻璃管竖直时，对水银柱有：

当玻璃管水平运动时，对水银柱有：

对气体：

联立解得：

即将玻璃管放于水平桌面上并让其以加速度为重力加速度向右做匀加速直线运动，稳定后的气柱长度为24cm。