Question

【题目】如图a所示，总长L=40 cm的粗细均匀的直玻璃管水平放置，用长为20 cm的水银柱封闭一定质量的理想气体，气体长度为16 cm。环境温度为t1=7℃，大气压强p0=75 cmHg。求：

(ⅰ)保持外界大气压强不变，缓慢升高环境温度，当环境温度升高到t2时，水银柱到达管口，求t2（℃）的大小；

(ⅱ)保持外界大气压强p0、环境温度为t2不变的情况下，将玻璃管缓慢转至竖直开口向下，如图b所示，稳定后管中水银柱的长度。

Answer 1

【答案】(1) 77℃ (2) 15 cm

【解析】（1）初状态的状态参量T1=273+t1 V1=l1S

末状态的状态参量为T2=273+t2 V2=(L-h)S

由盖吕萨克定律得：

代入数据解得：t2=77℃

（2）设稳定后管中水银柱的长度x，则

初状态： V2=(L-h)S P2=p0=75 cmHg

末状态：V3=(L-x)S P3=p0-Px=(75-x) cmHg

由玻意耳定律得：P2V2= P3 V3

代入数据得：x=15 cm

本题答案是：(1) 77℃ (2) 15 cm