Question

【題目】如圖（a）所示，長為L＝75cm的粗細(xì)均勻、一端開口一端封閉的玻璃管，內(nèi)有長度為d＝25cm的汞柱．當(dāng)開口向上豎直放置、管內(nèi)空氣溫度為27℃時(shí)，封閉端內(nèi)空氣柱的長度為36cm．外界大氣壓為75cmHg不變．

①現(xiàn)以玻璃管的封閉端為軸，使它做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)此玻璃管轉(zhuǎn)到水平方向時(shí)，如圖（b）所示，要使管內(nèi)空氣柱的長度變?yōu)?/span>45cm，管內(nèi)空氣的溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌贁z氏度?

②讓氣體的溫度恢復(fù)到27℃，繼續(xù)以玻璃管封閉端為軸順時(shí)針緩緩地轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃管，當(dāng)開口向下，玻璃管與水平面的夾角θ=30°，停止轉(zhuǎn)動(dòng)如圖（C）所示。此時(shí)再升高溫度，要使管內(nèi)汞柱下表面恰好移動(dòng)到與管口齊平，則溫度又應(yīng)變?yōu)槎嗌贁z氏度?

Answer 1

【答案】① T2=281.25K t2=8.25C ② T4=337.5K t3=64.5C

【解析】試題分析：玻璃管由豎直到水平，找出水平和豎直狀態(tài)下各參量，確定好初末狀態(tài)的參量，根據(jù)氣體方程求解；玻璃管由豎直到水平再到與水平面的夾角，確定好初末狀態(tài)的參量，根據(jù)氣體方程

求解．

①當(dāng)開口向上豎直放置、管內(nèi)空氣溫度為27C時(shí)，封閉端內(nèi)空氣柱的長度為36cm。外界大氣壓為75cmHg不變。

當(dāng)此玻璃管轉(zhuǎn)到水平方向時(shí)，使管內(nèi)空氣柱的長度變?yōu)?/span>45cm, ，代入數(shù)據(jù)

解得

②讓氣體的溫度恢復(fù)到27C，繼續(xù)以玻璃管封閉端為軸順時(shí)針緩緩地轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃管，當(dāng)開口向下，玻璃管與水平面的夾角θ=30， ，代入數(shù)據(jù)

解得h=15cm

此時(shí)再升高溫度，要使管內(nèi)汞柱下表面恰好移動(dòng)到與管口齊平， ，代入數(shù)據(jù)，解得