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

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p 0 =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.
2026年09月17日 04:42
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网友(1):

(1)对于封闭的气体,
P 1 =45cmHg,V 1 =20s
P 2 =75-45=30cmHg,V 2 =xs
由玻意耳定律可得 P 1 V 1 =P 2 V 2
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
P 3 =75-(75-l)cnHg,V 3 =ls,T 3 =270K
由理气体状态方程可得
P 2 V 2
T 2
=
P 3 V 3
T 3

代入数据得
30×30
300
=
l 2
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.