Question

【題目】如圖所示，粗細(xì)均勻、橫截面積為S的足夠長(zhǎng)的導(dǎo)熱細(xì)玻璃管豎直放置，管內(nèi)用質(zhì)量為m的水銀柱密封著一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)環(huán)境溫度為T，大氣壓強(qiáng)為p0時(shí)，理想氣體的長(zhǎng)度為L0，現(xiàn)保持溫度不變將玻璃管緩慢水平放置。重力加速度為g，不計(jì)摩擦，水銀始終沒有從管口溢出。

（1）求穩(wěn)定后氣柱的長(zhǎng)度；

（2）若將環(huán)境溫度降為，將玻璃管平放于光滑水平桌面上并讓其以加速度a向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(如右圖所示)，求穩(wěn)定后的氣柱長(zhǎng)度。

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】

先根據(jù)力的平衡可求出初狀態(tài)氣體的壓強(qiáng)，再借助于理想氣體方程可求出不同狀態(tài)下的氣柱的長(zhǎng)度。

（1）初始時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)

水平放置時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)

由理想氣體方程可得：

解得：

（2）若將環(huán)境溫度降為，由理想氣體方程可得：

解得：

當(dāng)玻璃管向左以加速度a做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有

解得：

故本題答案是：（1）（2）