题目内容
如图(a)所示,长为
cm粗细均匀、一端开口一端封闭的玻璃管,内有长度为
cm的汞柱.当开口向上竖直放置、管内空气温度为27ºC时,封闭端内空气柱的长度为
cm.外界大气压为
cm Hg不变.
(1)如果保持温度不变,以玻璃管的封闭端为轴,使它顺时针缓慢转动,当玻璃管转到水平方向时(如图(b)所示),管内空气柱长度为多少?
(2)若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,当玻璃管与水平面的夹角为
时,停止转动(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?
解:(1)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.
T1=27+273=300K,V1=36s,P1=75+25=100cmHg
水平时,P2=75 cmHg.
等温变化:P1V1=P2V2 100×36=75×V2
V2=48s l2=48cm
(2)当玻璃管转到开口竖直向下时,可能有部分水银流出,若还能在管中留下长度为x的水银。则有
:P1V1=P3V3 100×36=(75-x)(75+x) x=15cm
再转到与水平面成30度时,P4=(75-xsin30)cmHg=67.5cmHg V4=(75-15)s=60s
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T2=337.5 t2=T2-273=64.5℃
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