Question

【題目】如圖所示，“L”形玻璃管ABC粗細(xì)均勻，開口向上，玻璃管水平部分長為30cm，豎直部分長為10cm，管中一段水銀柱處于靜止?fàn)顟B(tài)，水銀柱在水平管中的部分長為10cm，豎直管中部分長為5cm，已知大氣壓強(qiáng)為P0=75cmHg，管中封閉氣體的溫度為27°，求：

①若對玻璃管中的氣體緩慢加熱，當(dāng)豎直管中水銀柱液面剛好到管口C時，管中封閉氣體的溫度升高多少?(保留一位小數(shù))

②若以玻璃管水平部分為轉(zhuǎn)軸，緩慢轉(zhuǎn)動玻璃管180°，使玻璃管開口向下，試判斷玻璃管中水銀會不會流出?如果不會流出，豎直管中水銀液面離管中的距離為多少?

Answer 1

【答案】①②水銀不會流出，管中水銀液面離管口的距離為

【解析】

①若對玻璃管中的氣體緩慢加熱，當(dāng)豎直管中水銀柱液面剛好到管口C時，對氣體，先找到氣體的狀態(tài)參量，根據(jù)氣體的狀態(tài)變化方程列式求解溫度；

②若將玻璃管以水平部分為轉(zhuǎn)軸，緩慢轉(zhuǎn)動玻璃管180°，使玻璃管開口向下，假設(shè)水銀不會流出，根據(jù)玻意耳定律求出豎直管中水銀面離管中的距離即可進(jìn)行判斷.

①開始時，管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)：p1=p0+5cmHg=80cmHg氣柱的長度l1=20cm；氣體加熱后，當(dāng)豎直管中水銀面剛好到管口C時，管中封閉氣柱的長度為l2=25cm；管中氣體壓強(qiáng)：p2=p0+10cmHg=85cmHg

根據(jù)氣態(tài)方程可知：

即

解得T2=398.4K升高的溫度：

②若將玻璃管以水平部分為轉(zhuǎn)軸，緩慢轉(zhuǎn)動玻璃管180°，使玻璃管開口向下，假設(shè)水銀不會流出，且豎直管中水銀面離管中的距離為hcm，這時管中氣體壓強(qiáng)：

管中封閉氣柱長：l3=(20+5-h)cm=(25-h)cm

根據(jù)玻意耳定律：p1l1S=p3l3S即：80×20=（65+h）（25-h）

解得h=(5-20)cm

因h>0，假設(shè)成立；

因此水銀不會流出，管中水銀面離管口的距離為(5-20)cm。