Question

如圖所示，導熱性能良好粗細均勻兩端封閉的細玻璃管ABCDEF豎直放置。AB段和CD段裝有空氣，BC段和DE段為水銀，EF段是真空，各段長度相同，即AB=BC=CD=DE=EF，管內AB段空氣的壓強為p，環境溫度為T。

（1）若要使DE段水銀能碰到管頂F，則環境溫度至少需要升高到多少？

（2）若保持環境溫度T不變，將管子在豎直面內緩慢地旋轉180°使F點在最下面，求此時管內兩段空氣柱的壓強以及最低點F處的壓強。

Answer 1

（1）設初狀態每段的長度為h，CD段空氣柱末狀態的長度為h_CD

根據等壓變化，對CD段空氣柱有         （1分）

   （1分）

得T₁=1.5T                    （2分）

   （2）設CD段空氣柱末狀態的長度為h_CD，壓強為p_CD

        根據波意耳定律，對CD段空氣柱有   （2分）

對AB段空氣柱有   （2分）

得p_CD= （1分）

p_AB= （1分）

p_F= （2分）

解析:

略