问题
计算题
如图所示,导热性能良好粗细均匀两端封闭的细玻璃管ABCDEF竖直放置。AB段和CD段装有空气,BC段和DE段为水银,EF段是真空,各段长度相同,即AB=BC=CD=DE=EF,管内AB段空气的压强为p,环境温度为T。
(1)若要使DE段水银能碰到管顶F,则环境温度至少需要升高到多少?
(2)若保持环境温度T不变,将管子在竖直面内缓慢地旋转180°使F点在最下面,求此时管内两段空气柱的压强以及最低点F处的压强。
答案
(1)设初状态每段的长度为h,CD段空气柱末状态的长度为hCD
根据等压变化,对CD段空气柱有 (1分)
(1分)
得T1="1.5T " (2分)
(2)设CD段空气柱末状态的长度为hCD,压强为pCD
根据波意耳定律,对CD段空气柱有 (2分)
对AB段空气柱有 (2分)
得pCD= (1分)
pAB= (1分)
pF= (2分)