Question

【题目】如图所示，内径均匀的玻璃管长L=100cm，其中有一段长h=15cm的水银柱把一部分空气封闭在管中．当管开口竖直向上时，封闭气柱A的长度L1=30cm．现将管以一端为轴在竖直平面内缓慢转过l80°至开口竖直向下，之后保持竖直，把开口端向下缓慢插入水银槽中，直至B端气柱长L2=30cm时为止．已知大气压强P0=75cmHg，整个过程温度保持不变．求此时管内气体A的长度L3 ．

Answer 1

【答案】解：玻璃管旋转过程中，对气柱A有：（P0+h）L1S=（P0﹣h）L1′S，

解得：L1′=45cm，

插入水银后，由B部分气体状态变化得：P0LBS=PB′L2S，PB′=100cmHg，

此时A气体的长度为L3，则有：（P0+h）L1S=（PB′﹣h）L3S，

解得：L3=31.8cm．

答：此时管内气体A的长度L3为31.8cm

【解析】玻璃管旋转过程封闭气体做等温变化，根据玻意耳定律列方程求解．把开口端向下缓慢插入水银槽中两部分气体均做等温变化，分别列玻意耳定律方程，联立即可求解．