问题
问答题
如图所示，一端封闭的均匀细玻璃管开口向下竖直插入深水银槽内，管内封闭有一定质量的空气，开始时管顶距水银槽面的高度为50cm，管内外水银面高度差为30cm．现保持温度不变，将玻璃管沿竖直方向缓慢上移（管口未离开槽中水银），使管内外水银面高度差为45cm．设水银槽面的高度变化可忽略不计，大气压强p0=75cmHg，环境温度为27℃．
（1）求此时管顶距水银槽面的高度．
（2）若保持（1）中管顶距水银槽面的高度不变，将环境温度降为-3℃，求此时管内空气柱的长度．
答案
（1）对于封闭的气体，
P1=45cmHg，V1=20s
P2=75-45=30cmHg，V2=xs
由玻意耳定律可得 P1V1=P2V2
代入数据的 45×20=30x
解得 x=30cm
所以管顶距水银槽面的高度为 H=（45+30）cm=75cm
（2）设此时管内空气柱的长度为l
P3=75-（75-l）cnHg，V3=ls，T3=270K
由理气体状态方程可得
=P2V2 T2 P3V3 T3
代入数据得
=30×30 300
，l2 270
解得 l=28.46cm
答：（1）管顶距水银槽面的高度为75cm．
（2）管内空气柱的长度为28.46cm．