题目内容
如图所示，均匀直玻璃管下端封闭，开口向上竖直放置，管内有一段长为h=15cm的水银柱封住一段空气柱，温度为t1=27°C、大气压强为p0=75cmHg时气体柱长度为L1=40cm，问：（1）初始时管内气体的压强p1为多大？
（2）若保持温度不变，把玻璃管开口向下竖直放置，管内空气柱长L2为多大？
（3）若将玻璃管再转到开口向上竖直放置，要保持管内空气柱长度为L2不变，则管内气体温度应变为多少？
分析：（1）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．
（2）保持温度不变，把玻璃管开口向下竖直放置，此过程为等温变化，分析两个状态的状态参量，列方程可求出管内空气柱的长度．
（3）将玻璃管再转到开口向上竖直放置，保持管内空气柱长度为L2不变，相对于第二问的状态，是等容变化，分析末状态的状态参量，列方程可求管内气体的温度．
（2）保持温度不变，把玻璃管开口向下竖直放置，此过程为等温变化，分析两个状态的状态参量，列方程可求出管内空气柱的长度．
（3）将玻璃管再转到开口向上竖直放置，保持管内空气柱长度为L2不变，相对于第二问的状态，是等容变化，分析末状态的状态参量，列方程可求管内气体的温度．
解答：解：（1）初始状态时管内的气体的压强为大气压强与水银柱产生的压强的和，即为：p1=p0+ph=90cmHg，温度为：T1=273+27=300K
（2）保持温度不变，把玻璃管开口向下竖直放置，此过程为等温过程，此时的压强为：p2=p0-ph=60cmHg，温度为：T2=T1=300K
由p1h1S=p3h2S得：h2=60cm
（3）将玻璃管再转到开口向上竖直放置，要保持管内空气柱长度为L2不变，此过程为等容过程：此时的压强为：p3=p1=90cmHg，T3=t2+273
由
=
得：t2=177℃
答：（1）初始时管内气体的压强p1为90cmHg．
（2）若保持温度不变，把玻璃管开口向下竖直放置，管内空气柱长L2为60cm
（3）若将玻璃管再转到开口向上竖直放置，要保持管内空气柱长度为L2不变，则管内气体温度应变为177℃
（2）保持温度不变，把玻璃管开口向下竖直放置，此过程为等温过程，此时的压强为：p2=p0-ph=60cmHg，温度为：T2=T1=300K
由p1h1S=p3h2S得：h2=60cm
（3）将玻璃管再转到开口向上竖直放置，要保持管内空气柱长度为L2不变，此过程为等容过程：此时的压强为：p3=p1=90cmHg，T3=t2+273
由
| P2 |
| T2 |
| P3 |
| T3 |
答：（1）初始时管内气体的压强p1为90cmHg．
（2）若保持温度不变，把玻璃管开口向下竖直放置，管内空气柱长L2为60cm
（3）若将玻璃管再转到开口向上竖直放置，要保持管内空气柱长度为L2不变，则管内气体温度应变为177℃
点评：该题考查了气体的状态方程的应用，解题的关键是分析清楚气体变化的过程，确定气体的状态，分析状态参量，利用对应的气体状态方程进行求解．确定被封闭气体的压强是重点．
练习册系列答案
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