Question

【題目】如圖，一上端開口、下端封閉的足夠長的細玻璃管豎直放置，管中用一段長的水銀柱封閉一段長的空氣，大氣壓強，開始時封閉氣體的溫度為現將玻璃管在豎直平面內

緩慢轉動半周至開口向下，求此時封閉空氣的長度；

緩慢轉動至水平后，再將封閉氣體溫度升高到，求此時封閉空氣的長度。

Answer 1

【答案】（i）L2=40cm （ii）L3=27.6cm

【解析】

（1）緩慢轉動半周至開口向下，找到氣體的狀態參量，根據玻意耳定律求解空氣柱的長度；（2）慢轉動至水平后，找到氣體的各個狀態參量，根據氣體的狀態變化方程求解空氣柱的長度。

(i)初狀態氣體壓強p1=100cmHg，末狀態p2=50cmHg，設封閉氣體長度設為L2 等溫變化過程由氣體實驗定律 ，

可知L2=40cm

(ii)初狀態氣體壓強p1=100cmHg，末狀態p3=75cmHg，設封閉氣體長度設為L3 初始狀態溫度T1=300K，末狀態溫度T3=310K

由氣體實驗定律，，

可知L3=27.6cm