Question

如圖所示，總長1m粗細均勻的直角玻璃管，AO和BO等長，A端封閉，B端開口，內(nèi)有10cm長的水銀柱．當AO水平，BO豎直時，水銀柱在AO的最右端，這時大氣壓為75cmHg，溫度為27℃．
（1）若將此裝置繞A點在紙面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)90°，當溫度為多少時水銀柱恰好全部在OB段的最左端？
（2）若在圖示位置將溫度升高到450K，封閉氣體的長度為多少？

Answer 1

（1）初狀態(tài)各個狀態(tài)參量為：p₁=75cmHg，V₁=L₁S=40S，T₁=273+27=300K；
末狀態(tài)氣體的各個參量為：p₂=75cmHg，V₂=L₂S=50S；
根據(jù)玻意耳定律，有：

P1V1

T1

=

P2V2

T2

解出 T₂=375K      
（2）設升高到T₃，汞柱全部進入B管，
L₃=50cm              p₃=（75+10）cmHg                      
根據(jù)理想氣態(tài)方程：

P1V1

T1

=

P3V3

T3

解出T₃=425K                                                      
此后，氣體作等壓變化，T₄=450K                                      
根據(jù)理想氣態(tài)方程：

V3

T3

=

V4

T4

解出L₄=52.9cm                                        
答：（1）若將此裝置繞A點在紙面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)90°，當溫度為375K 時水銀柱恰好全部在OB段的最左端；
（2）若在圖示位置將溫度升高到450K，封閉氣體的長度為52.9cm．