Question

【題目】如圖所示，下端封閉且粗細(xì)均勻的“7”型細(xì)玻璃管，豎直部分長(zhǎng)l=50cm，水平部分足夠長(zhǎng)，左邊與大氣相通，當(dāng)溫度t1=27℃時(shí)，豎直管內(nèi)有一段長(zhǎng)為h=10cm的水銀柱，封閉著一段長(zhǎng)為l1=30cm的空氣柱，外界大氣壓始終保持P0=76cmHg，設(shè)0℃為273K，試求：
①被封閉氣柱長(zhǎng)度為l2=40cm時(shí)的溫度t2；
②溫宿升高至t3=177℃時(shí)，被封閉空氣柱的長(zhǎng)度l3 ．

Answer 1

【答案】解：①氣體在初狀態(tài)時(shí)： ， ，
時(shí)， ，水銀柱上端剛好到達(dá)玻璃管拐角處， ，氣體做等圧変化，所以

代入數(shù)據(jù)：
解得： ，即
② 時(shí)， ，設(shè)水銀柱已經(jīng)全部進(jìn)入水平玻璃管，則被封閉氣體的壓強(qiáng)
由
解得：
由于 ，原假設(shè)成立，空氣柱長(zhǎng)就是50.9cm
答：①被封閉氣柱長(zhǎng)度為l2=40cm時(shí)的溫度 是127℃；
②溫宿升高至t3=177℃時(shí)，被封閉空氣柱的長(zhǎng)度 是50.9cm
【解析】①分析初末狀態(tài)的物理量，由蓋﹣呂薩克定律可求得溫度；②假設(shè)全部進(jìn)入水平管中，由等容變化可求得對(duì)應(yīng)的溫度；分析判斷水銀柱的分布，再由等容變化規(guī)律可求得空氣柱的長(zhǎng)度．