Question

【题目】如图所示，一端封闭且粗细均匀的“L”型细玻璃管，竖直部分长为l＝50 cm，水平部分足够长.当温度为288 K时，竖直管内有一段长为h＝20 cm的水银柱，封闭着一段长l1＝20 cm的空气柱，外界大气压强始终保持76 cmHg.求：

①被封闭气柱长度为l2＝40 cm时的温度；

②温度升高至627 K时，被封闭空气柱的长度l3。

Answer 1

【答案】①；②

【解析】

气体在初态时有：p1=96cmHg，T1=288K，l1=20cm；

末态时有：p2=86cmHg，l2=40cm。

由理想气体状态方程得：

所以可解得：T2=516K

②当温度升高后，竖直管中的水银将可能有一部分移至水平管内，甚至水银柱全部进入水平管。因此当温度升高至627℃时，水银柱如何分布，需要分析后才能得知。设水银柱刚好全部进入水平管，则此时被封闭气柱长为l=50cm，压强p=76cmHg，此时的温度为：

，

现温度升高到627K>T=570K，可见水银柱已全部进入水平管内，末态时p3=76cmHg，T3=627K，此时空气柱的长度为：