Question

【题目】如图所示，内径均匀的弯曲玻璃管abcdf两端开口，ab、cd段竖直，bc、df段水平，ab=100cm，bc=50cm，cd=50cm，df=60cm。在水平段df内有一长l=10cm的水银柱，水银柱左端位于d点。已知大气压p0为75cmHg且保持不变，不考虑弯管部分的体积。最初管内气体的温度为27℃．现将玻璃管a端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使a端恰好位于水银面下10cm处。

①若缓慢升高气体的温度，求水银柱右端到达f点时气体的温度；

②若缓慢降低气体的温度，求水银柱刚好全部进入cd段时气体的温度。

Answer 1

【答案】①360K②221K

【解析】试题分析：度缓慢升高时，管内封闭气体压强不变，由盖-吕萨克定律可以分析解题；根据题意求出气体体积与压强，由理想气体状态方程可以求出气体温度。

(i)a端插入水银槽后，ab管中水银面与水银槽中的水银面相齐，气体发生等压变化，由盖吕萨克定律可得：

l1=200cm l2=240cm

解得：T2=360K

(i)当液柱刚好全部进入cd管时，ab管中水银面比水银槽中的水银面高出10cm

封闭气体长度及压强：l3=170cm p3=65cmHg

由理想气体状态方程得：

解得：T3=221K