Question

【題目】如圖所示，一端開口、內壁光滑的玻璃管豎直放置，管中用一段長的水銀柱封閉一段長的空氣，此時水銀柱上端到管口的距離為，大氣壓強恒為，開始時封閉氣體溫度為，取為273K，求：

（1）緩慢升高封閉氣體溫度至水銀開始從管口溢出，此時封閉氣體的溫度．

（2）保持封閉氣體溫度不變，在豎直平面內緩慢轉動玻璃管內水銀開始從管口溢出，玻璃管轉過的角度．

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】設玻璃管橫截面積為S
（1）初狀態：V1=L1s T1=t1+273
末狀態：V2=（L1+l2）S，T2=t2+273
根據查理定律知：
代入數據解得：t2=87℃
（2）初狀態：V1=L1s，P1=P0+38
設玻璃管轉過角度θ后水銀開始溢出
末狀態：V2=（L1+l2）S，P2=P0+38cosθ
據玻意耳定律知：
P1V1=P2V2
解得：θ=60°