如图所示，均匀直玻璃管下端封闭，开口向上竖直放置，管内有一段

问题问答题

如图所示，均匀直玻璃管下端封闭，开口向上竖直放置，管内有一段长为h=15cm的水银柱封住一段空气柱，温度为t₁=27°C、大气压强为p₀=75cmHg时气体柱长度为L₁=40cm，问：

（1）初始时管内气体的压强p₁为多大？

（2）若保持温度不变，把玻璃管开口向下竖直放置，管内空气柱长L₂为多大？

（3）若将玻璃管再转到开口向上竖直放置，要保持管内空气柱长度为L₂不变，则管内气体温度应变为多少？

答案

（1）初始状态时管内的气体的压强为大气压强与水银柱产生的压强的和，即为：p₁=p₀+p_h=90cmHg，温度为：T₁=273+27=300K

（2）保持温度不变，把玻璃管开口向下竖直放置，此过程为等温过程，此时的压强为：p₂=p₀-p_h=60cmHg，温度为：T₂=T₁=300K

由p₁h₁S=p₃h₂S得：h₂=60cm

（3）将玻璃管再转到开口向上竖直放置，要保持管内空气柱长度为L₂不变，此过程为等容过程：此时的压强为：p₃=p₁=90cmHg，T₃=t₂+273

由

得：t₂=177℃

答：（1）初始时管内气体的压强p₁为90cmHg．

（2）若保持温度不变，把玻璃管开口向下竖直放置，管内空气柱长L₂为60cm

（3）若将玻璃管再转到开口向上竖直放置，要保持管内空气柱长度为L₂不变，则管内气体温度应变为177℃