题目内容

【题目】如图所示,一端封闭且粗细均匀的“L”型细玻璃管,竖直部分长为l50 cm,水平部分足够长.当温度为288 K时,竖直管内有一段长为h20 cm的水银柱,封闭着一段长l120 cm的空气柱外界大气压强始终保持76 cmHg.求:

①被封闭气柱长度为l240 cm时的温度

②温度升高至627 K时,被封闭空气柱的长度l3

【答案】(1) (2)

【解析】气体在初态时有:p1=96cmHgT1=288Kl1=20cm

末态时有:p2=86cmHgl2=40cm

由理想气体状态方程得:

所以可解得:T2=516K

②当温度升高后,竖直管中的水银将可能有一部分移至水平管内,甚至水银柱全部进入水平管。因此当温度升高至627℃时,水银柱如何分布,需要分析后才能得知。设水银柱刚好全部进入水平管,则此时被封闭气柱长为l=50cm,压强p=76cmHg,此时的温度为:

现温度升高到627K>T=570K可见水银柱已全部进入水平管内末态时p3=76cmHgT3=627K,此时空气柱的长度为:

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