Question

【题目】水平放置的一端封闭的粗细均匀的玻璃管中，有一段水银柱封闭了40cm长的空气柱，水银柱长25cm，如图13所示，大气压强为75cmHg，温度为T=300K。

(1)若玻璃管开口端向上竖直放置时，管内空气柱长度为多少cm？

(2)若玻璃管开口端向上竖直放置后，对封闭气体加热到温度为多少时，管内空气柱长度恢复为40cm。

Answer 1

【答案】(1)30cm；(2)400K

【解析】

(1)玻璃管由水平位置变为竖直过程，气体温度保持不变，气体发生等温变化，应用玻意耳定律可以求出空气柱的长度。

(2)气体温度升高过程气体压强不变，气体发生等压变化，应用盖吕萨克定律可以求出气体的温度。

(1) 玻璃管水平放置时：p1=p0=75cmHg，V1=h1S=40S，

玻璃管竖直放置时：p2=p0+ph=75+25=100cmHg，V2=h2S，

气体发生等温变化，由玻意耳定律得：p1V1=p2V2，

代入数据解得：h2=30cm；

(2) 加热前，气体的体积：V2=h2S=30S，温度：T2=T=300K，

空气柱长度恢复到40cm时，V3=40S，

气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得：

解得：T3=400K.。