Question

如圖所示，長31cm內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管，開口向下豎直放置，齊口水銀柱封住10cm長的空氣柱，若把玻璃管在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動90°后至開口端水平，發(fā)現(xiàn)空氣長度變?yōu)?.2cm．然后繼續(xù)緩慢轉(zhuǎn)動90°至開口向上．求：
（1）大氣壓強(qiáng)的值．
（2）末狀態(tài)時空氣柱的長度．

Answer 1

分析：被封住的氣體做等溫變化，開口向下時的壓強(qiáng)為P₁=P₀-21cmHg，長度為10cm，水平時壓強(qiáng)為P₂=P₀，長度為7.2cm，開口向上是壓強(qiáng)為P₃=P₀+21cmHg．
根據(jù)玻意耳定律P₁V₁=P₂V₂=P₃V₃，代入數(shù)據(jù)就可以解得大氣壓強(qiáng)P₀和末狀態(tài)時空氣柱的長度L₃．

解答：解：（1）等溫變化P₁V₁=P₂V₂
因?yàn)镻₁=P₀-21cmHg，P₂=P₀
所以（P₀-21）×10×S=P₀×7.2×S
解得：P₀=75cmHg
（2）由于氣體做等溫變化，有P₁V₁=P₃V₃
因?yàn)镻₃=P₀+21cmHg
所以L3=

P1L1

P3

=

(75-21)×10

(75+21)

=5.625≈5.6cm
答：（1）大氣壓強(qiáng)為75cmHg．
（2）末狀態(tài)時空氣柱的長度為5.6cm．

點(diǎn)評：本題考查等溫變化，氣體等溫變化是遵循玻意耳定律，即在定量定溫下，理想氣體的體積與氣體的壓力成反比P₁V₁=P₂V₂．同時要能正確的判斷各個狀態(tài)的氣體壓強(qiáng)情況．有一點(diǎn)的難度，屬于中檔題．