Question

如图所示，玻璃管粗细均匀（粗细课忽略不计），竖直管两封闭端内理想气体长分别为上端30cm、下端27cm，中

如图所示，玻璃管粗细均匀（粗细课忽略不计），竖直管两封闭端内理想气体长分别为上端30cm、下端27cm，中间水银柱长10cm．在竖直管中间接一水平玻璃管，右端开口与大气相通，用光滑活塞封闭5cm长水银柱．大气压p 0 =75cmHg．（1）求活塞上不施加外力时两封闭气体的压强各为多少？（2）现用外力缓慢推活塞恰好将水平管中水银全部推入竖直管中，求这时上下两部分气体的长度各为多少？

Answer 1

（1）上端封闭气体的压强： P 上 =P 0 -P h =75-5=70cmHg， 下端封闭气体的压强： P 下 =P 0 +P h =75+5=80cmHg； （2）设玻璃管横截面积为S， 气体发生等温变化，由玻意耳定律得： 对上端封闭气体，P 上 L 上 S=P 上 ′L 上 ′S， 对上端封闭气体，P 下 L 下 S=P 下 ′L 下 ′S， P 上 ′+15=P 下 ′， L 上 ′+L 下 ′=52， 解得：L 上 ′=28cm，L 下 ′=24cm； 答：（1）活塞上不施加外力时两封闭气体的压强各为70cmHg、80cmHg． （2）上下两部分气体的长度各为28cm、24cm．