题目内容

【题目】如图,一粗细均匀的细管上端开口,一段长度为l=38cm的水银柱下密封了一定量的理想气体。当玻璃管跟竖直方向成时,管内空气柱的长度l1=63cm,管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76cmHg,环境温度为300K。现将细管沿逆时针方向缓慢转至竖直,在管内空气达到平衡状态后:

(i)求此时空气柱的长度l2;

(ii)若再缓慢加热管内被密封的气体,直到管内空气柱的长度再变为l1为止,求此时密封气体的温度。

【答案】(i)52.5cm(ii)360K

【解析】

(i)设水银密度为,重力加速度大小为,初始时气体的压强为p1;细管竖直时气体压强为p2。则

由玻意耳定律有:

p1l1=p2l2

带入数据得:l2=52.5 cm

(ii)设气体被加热前后的温度分别为T0和T1,由盖–吕萨克定律有

带入数据得:T1=360 K

答:(i)此时空气柱的长度l2=52.5 cm;

(ii)此时密封气体的温度T1=360 K。

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