Question

（2014?唐山二模）如图所示，一上端开口，下端封闭的长度为60cm的细长玻璃管，底部封有一定质量的可视为

（2014?唐山二模）如图所示，一上端开口，下端封闭的长度为60cm的细长玻璃管，底部封有一定质量的可视为理想气体的长L1=12cm的空气柱，上部有长L2=38cm的水银柱，已知大气压强为Po=76cmHg．如果使玻璃管在竖直平面内缓慢地转动到开口向下，求在转动至水平位置和开口向下位置时管中空气柱的长度？（在转动过程中没有发生漏气，外界温度恒定，计算结果保留两位有效数字，已知358=18.9）

Answer 1

设玻璃管开口向上时，空气柱的压强为：
P₁=P₀+L₂=114cmHg 
玻璃管水平位置时，空气柱压强为P_o
设此时空气柱长度为L，玻璃管截面积为S，
由玻意而定律得：P₁ L₁S=P_oL S
代入数据解得：L=18cm
玻璃管开口向下时，原来的水银会有一部分流出，设此时空气柱长度为L′，
P₂=76-（60-L′）cmHg=16+L′
则由玻意耳定律得：P₁ L₁S=P₂ L′S  
代入数据解得：L′=30cm
答：在转动至水平位置空气柱的长度为18cm；开口向下位置时管中空气柱的长度为30cm．