Question

上端开口竖直放置的玻璃管,内横截面积为0.10 cm².管中有一段15 cm长的水银柱将一些空气封闭在管中,如图8-2-8,此时气体的温度为27 ℃.当温度升高到30 ℃时,为了使气体体积不变,需要再注入多少克水银?设大气压强为p₀=75 cmHg且不变.水银密度ρ=13.6 g/cm³.

图8-2-8

Answer 1

解析：由于气温升高,压强不变,体积增大,使管中水银上移,为保持体积不变,应向管中再注入一定量的水银,增加的压强使体积减小与由于温度升高而增加的体积相互抵消,就能保持体积不变.设再注入水银柱长x cm.以封闭在管中气体为研究对象.

初态：p₁=p₀+h=90 cmHg,T₁=300 K.

末态：p₂=（90+x） cmHg,T₂=303 K.

由查理定律：p₂/T₂=p₁/T₁得（90+x）/303=90/300

得x=0.9 cm

则注入水银的质量：m=ρxS=13.6×0.9×0.10 g=1.2 g.

答案：1.2 g