Question

如图所示，长31cm内径均匀的细玻璃管，开口向下竖直放置，齐口水银柱封住10cm长的空气柱，若把玻璃管在竖直平面内缓慢转动90°后至开口端水平，发现空气长度变为7.2cm．然后继续缓慢转动90°至开口向上．求：
（1）大气压强的值．
（2）末状态时空气柱的长度．

Answer 1

分析：被封住的气体做等温变化，开口向下时的压强为P₁=P₀-21cmHg，长度为10cm，水平时压强为P₂=P₀，长度为7.2cm，开口向上是压强为P₃=P₀+21cmHg．
根据玻意耳定律P₁V₁=P₂V₂=P₃V₃，代入数据就可以解得大气压强P₀和末状态时空气柱的长度L₃．

解答：解：（1）等温变化P₁V₁=P₂V₂
因为P₁=P₀-21cmHg，P₂=P₀
所以（P₀-21）×10×S=P₀×7.2×S
解得：P₀=75cmHg
（2）由于气体做等温变化，有P₁V₁=P₃V₃
因为P₃=P₀+21cmHg
所以L3=

P1L1

P3

=

(75-21)×10

(75+21)

=5.625≈5.6cm
答：（1）大气压强为75cmHg．
（2）末状态时空气柱的长度为5.6cm．

点评：本题考查等温变化，气体等温变化是遵循玻意耳定律，即在定量定温下，理想气体的体积与气体的压力成反比P₁V₁=P₂V₂．同时要能正确的判断各个状态的气体压强情况．有一点的难度，属于中档题．