题目内容

【题目】如图,一足够长粗细均匀的玻璃管,开口向上,竖直放置。在玻璃管内,由长为h=15cm的水银柱封闭了一段空气柱。空气柱的长度l1=30cm,气体温度t=27℃。(大气压强p0=75cmHg)

(1)用热力学温标表示气体的温度T

(2)求玻璃管内气体的压强p1

(3)缓慢地将玻璃管转至水平,求空气柱的长度l2

【答案】(1)T=300K (2)p1=90cmHg (3)l2=36cm

【解析】试题分析:根据公式T=t+273表示热力学温度被封闭的气体的压强为大气压强与水银柱产生的压强之和将玻璃管再转到水平位置,气体发生等温变化,根据玻意耳定律列式,分析末状态的状态参量,列方程可求管内气体的长度

(1)热力学温度:T=t+273=(27+273)K=300K
(2)玻璃管内气体压强为:p1=p0+ph=(75+15)cmHg=90cmHg
(3)缓慢地将玻璃管转至水平,玻璃管内气体等温变化,管内气体压强为:p2=p0=75cmHg
由波意耳定律p1V1=p2V2

可得:p1l1S=p2l2S
其中S为玻璃管横截面积,代入数据得到l2=36cm

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