题目内容
【题目】如图(a)所示,长为L=75cm的粗细均匀、一端开口一端封闭的玻璃管,内有长度为d=25cm的汞柱.当开口向上竖直放置、管内空气温度为27℃时,封闭端内空气柱的长度为36cm.外界大气压为75cmHg不变.
①现以玻璃管的封闭端为轴,使它做顺时针转动,当此玻璃管转到水平方向时,如图(b)所示,要使管内空气柱的长度变为45cm,管内空气的温度应变为多少摄氏度?
②让气体的温度恢复到27℃,继续以玻璃管封闭端为轴顺时针缓缓地转动玻璃管,当开口向下,玻璃管与水平面的夹角θ=30°,停止转动如图(C)所示。此时再升高温度,要使管内汞柱下表面恰好移动到与管口齐平,则温度又应变为多少摄氏度?
【答案】① T2=281.25K t2=8.25C ② T4=337.5K t3=64.5C
【解析】试题分析:玻璃管由竖直到水平,找出水平和竖直状态下各参量,确定好初末状态的参量,根据气体方程求解;玻璃管由竖直到水平再到与水平面的夹角,确定好初末状态的参量,根据气体方程
求解.
①当开口向上竖直放置、管内空气温度为27C时,封闭端内空气柱的长度为36cm。外界大气压为75cmHg不变。
当此玻璃管转到水平方向时,使管内空气柱的长度变为45cm, ,代入数据
解得
②让气体的温度恢复到27C,继续以玻璃管封闭端为轴顺时针缓缓地转动玻璃管,当开口向下,玻璃管与水平面的夹角θ=30, ,代入数据
解得h=15cm
此时再升高温度,要使管内汞柱下表面恰好移动到与管口齐平, ,代入数据,解得
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