Question

一粗細均勻的J型玻璃管豎直放置，短臂端封閉，長臂端（足夠長）開口向上，短臂內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體。初始狀態(tài)時管內(nèi)各段長度如圖（a）所標，密閉氣體的溫度為27℃。大氣壓強為75cmHg，求：
（1）若沿長臂的管壁緩慢加入5cm的水銀柱并與下方的水銀合為一體，為使密閉氣體保持原來的長度，應(yīng)使氣體的溫度變?yōu)槎嗌伲?BR>（2）在第（1）小題的情況下，再使玻璃管沿繞過O點的水平軸在豎直平面內(nèi)逆時針轉(zhuǎn)過180°，穩(wěn)定后密閉氣體的長度變?yōu)槎啻螅?BR>（3）在圖（b）的p-T坐標系中畫出以上兩個過程中密閉氣體的狀態(tài)變化過程。

Answer 1

解：（1）p₁= p₀=75cmHg，T₁=273+27K=300K， p₂= p₀+5cmHg=80cmHg，
由，解得：T₂= 320K
（2）假設(shè)玻璃管轉(zhuǎn)過180°后短臂內(nèi)沒有水銀，水平管內(nèi)留有水銀柱的長度為x
P₂= 80cmHg，V₁=S ·18 cm
P₃= p₀-(10+10+10+5-x)cmHg=(40+x)cmHg，V₂= S ·(18+10+10- x)cm=S ·(38- x)cm
由p₂V₂= p₃V₃，得到80×18=(40+x)×(38- x)
解得：x=8cm，與假設(shè)相符，所以假設(shè)成立。
密閉氣體的長度變?yōu)?18+10+10- x)=30cm。
（3）