Question

如图，内径均匀的弯曲玻璃管ABCDE两端开口，AB、CD段竖直，BC、DE段水平，AB=100cm，BC=40cm，CD=50cm，D

如图，内径均匀的弯曲玻璃管ABCDE两端开口，AB、CD段竖直，BC、DE段水平，AB=100cm，BC=40cm，CD=50cm，DE=60cm．在水平段DE内有一长10cm的水银柱，其左端距D点10cm．在环境温度为300K时，保持BC段水平，将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端在水银面下10cm．已知大气压为75cmHg且保持不变（1）若环境温度缓慢升高，求温度升高到多少K时，水银柱刚好全部溢出；（2）若环境温度缓慢降低，求温度降低到多少K时，水银柱刚好全部进入CD段．

Answer 1

（1）A端插入水银槽后，液柱向右移动10cm， 气体发生等压变化，由盖吕萨克定律可得 V 1 T 1 = V 2 T 2 ， 解得： T 2 = V 2 V 1 T 1 = 240S 200S ×300=360 K； （2）当液柱刚好全部进入CD管时，水银槽中的水银将沿AB管上升10cm． 封闭气体体积及压强：V 3 =160Scm 3 ，p 3 =65cmHg． 由理想气体状态方程得： p 1 V 1 T 1 = p 3 V 3 T 3 ， 则 T 3 = p 3 V 3 p 1 V 1 T 1 = 65×160S 75×200S ×300=208 K； 答：（1）温度升高到360K时，水银柱刚好全部溢出； （2）温度降低到208K时，水银柱刚好全部进入CD段．