Question

【題目】如圖，一足夠長粗細均勻的玻璃管，開口向上，豎直放置。在玻璃管內(nèi)，由長為h＝15cm的水銀柱封閉了一段空氣柱。空氣柱的長度l1＝30cm，氣體溫度t＝27℃。（大氣壓強p0＝75cmHg）

（1）用熱力學溫標表示氣體的溫度T。

（2）求玻璃管內(nèi)氣體的壓強p1。

（3）緩慢地將玻璃管轉至水平，求空氣柱的長度l2。

Answer 1

【答案】（1）T＝300K （2）p1＝90cmHg （3）l2＝36cm

【解析】試題分析：根據(jù)公式T=t+273表示熱力學溫度；被封閉的氣體的壓強為大氣壓強與水銀柱產(chǎn)生的壓強之和；將玻璃管再轉到水平位置，氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律列式，分析末狀態(tài)的狀態(tài)參量，列方程可求管內(nèi)氣體的長度。

（1）熱力學溫度：T=t+273=（27+273）K=300K
（2）玻璃管內(nèi)氣體壓強為：p1=p0+ph=（75+15）cmHg=90cmHg
（3）緩慢地將玻璃管轉至水平，玻璃管內(nèi)氣體等溫變化，管內(nèi)氣體壓強為：p2=p0=75cmHg
由波意耳定律p1V1=p2V2

可得：p1l1S=p2l2S
其中S為玻璃管橫截面積，代入數(shù)據(jù)得到：l2=36cm