Question

【题目】如图所示，下端封闭且粗细均匀的“7”型细玻璃管，竖直部分长l=50cm，水平部分足够长，左边与大气相通，当温度t1=27℃时，竖直管内有一段长为h=10cm的水银柱，封闭着一段长为l1=30cm的空气柱，外界大气压始终保持P0=76cmHg，设0℃为273K，试求：
①被封闭气柱长度为l2=40cm时的温度t2；
②温宿升高至t3=177℃时，被封闭空气柱的长度l3 ．

Answer 1

【答案】解：①气体在初状态时： ， ，
时， ，水银柱上端刚好到达玻璃管拐角处， ，气体做等圧変化，所以

代入数据：
解得： ，即
② 时， ，设水银柱已经全部进入水平玻璃管，则被封闭气体的压强
由
解得：
由于 ，原假设成立，空气柱长就是50.9cm
答：①被封闭气柱长度为l2=40cm时的温度 是127℃；
②温宿升高至t3=177℃时，被封闭空气柱的长度 是50.9cm
【解析】①分析初末状态的物理量，由盖﹣吕萨克定律可求得温度；②假设全部进入水平管中，由等容变化可求得对应的温度；分析判断水银柱的分布，再由等容变化规律可求得空气柱的长度．