题目内容
【题目】如图所示，一长L=37cm的导热细玻璃管AB水平放置，B端密闭，A端开口。在玻璃管内用一段长L1=25cm的水银柱密闭一段长L2=10cm的理想气体。已知大气压强p0=75cmHg，气体初始温度为t1=27℃，热力学温度与摄氏温度间的关系为T=t+273K。
（ⅰ）若将玻璃管绕A端沿逆时针方向缓慢旋转，当玻璃管与水平面的夹角
为多少时水银柱的下端刚好到达A端？
（ⅱ）当玻璃管转到与水平面成角时，用一薄玻璃片将A端盖住以防止管中水银流出并对管中气体加热。当加热到温度为t2时由静止释放玻璃管并同时快速抽去玻璃片，让玻璃管做自由落体运动，下落过程中玻璃管不发生翻转，发现在玻璃管下落过程中管中的水银柱相对于玻璃管的位置不变，求t2。（玻璃管下落过程中管中气体温度不变）
【答案】（ⅰ）
（ⅱ）t2=87℃
【解析】
（ⅰ）初状态气体压强
当玻璃管与水平面的夹角为
时，根据平衡条件得
气体做等温变化，根据玻意耳定律得
解得
（ⅱ）由题意可知因玻璃管做自由落体运动，水银柱与玻璃管保持相对静止，水银柱处于完全失重状态，故此状态下管内气体的压强和外界大气压强相等，
即
气体做等容变化，根据查理定律得
解得T2=360K，t2=87℃
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