Question

【題目】如圖所示，玻璃管長為l0 = 1m，一端開口，另一端封閉。內有一段長度h=20cm的水銀柱封閉著一定質量的理想氣體。當玻璃管開口向下豎直放置時，氣柱長l1=72cm。這時氣體溫度為t=27℃。問：

①先保持溫度不變，將玻璃管緩慢轉動到開口向上，這時氣柱長為多少？

②在玻璃管開口向上時對氣體加熱，溫度升到多少攝氏度，玻璃管中水銀恰好不溢出。

③在②的基礎上繼續(xù)對氣體加熱，溫度知識升到多少攝氏度，玻璃管中水銀將會全部自動溢出。

Answer 1

【答案】(1)cm (2) (3) T4=576.2K

【解析】

被封閉的氣體原來體積為V1=l1s ，壓強為 (1分)

開口向上時，壓強為：，設氣柱長為 (1分)

由玻意耳定律： 求得 (2分)

加熱過程為等壓變化，當氣柱長為時玻璃管中水銀恰好不溢出。(1分)

由蓋-呂薩克定律： 求得T3=571.4K (2分)

繼續(xù)加熱，被封閉的氣體的體積增加而壓強減小，設剩余水銀柱高為x時對應溫度最高，這時體積為

，壓強為 ，設溫度為T4 (1分)

由氣態(tài)方程 求得當x=12cm時，對應最高溫度為T4=576.2K