问题
计算题
【选修3-3选做题】
在一端封闭、内径均匀的直玻璃管内,有一段水银柱封闭一定质量的理想气体a。将管口向上竖直放置;若温度为T,达到平衡时,气柱a的长度为L;将管口向下竖直放置,若温度为T1,达到平衡时,气柱a的长度为L1。然后将管平放在水平桌面上,此时温度为T2,在平衡时,气柱a的长度为L2。已知:T、T1、T2、L、L1;大气压P0一直保持不变,不计玻璃管和水银的体积随温度的变化,求L2。

答案
解:设管的横截面积为S,设水银柱在竖直放置时产生的压强为ph
根据理想气体状态方程有
可得
根据理想气体状态方程又有
得