Question

【题目】一端封闭的玻璃管开口向上竖直放置，管内高为h的水银柱下方封闭着一定量的理想气体，如图所示。玻璃管总长L=95cm，水银柱长h=9cm，封闭空气长度L1=75cm。外界大气压强p0=75cmHg，玻璃管导热良好，周围气体温度始终保持不变。求：

(i)将玻璃管沿顺时针方向缓慢转动到水平方向时空气长度L2；

(ii)将玻璃管继续沿顺时针方向缓慢转动到开口向下时空气长度L3。

Answer 1

【答案】（1）84cm （2）90cm

【解析】（1）由竖直转到水平时，管内空气压强p2=p0=75cmHg，设玻璃管横截面积为S，

根据玻意耳定律：

可得L2=84cm

（2）玻璃管转到开口向下时，假设水银未流出，气体压强p3=p0-h，根据玻意耳定律：

可得L3≈95.5cm>L-h

所以此时已经有部分水银流出玻璃管，根据玻意耳定律：

解得L3=90cm