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如圖所示,一端開口一端封閉的粗細均勻的直玻璃管,長為1m,開口向上豎直放置時,一段長為15cm的水銀柱封閉了一段長50cm的氣柱,若保持溫度不變,將玻璃管在豎直平面內緩慢地順時針旋轉240°角,則最終管內氣柱長為多少?已知大氣壓強為P0=75cmHg。
某同學對此題的分析為:封閉氣體的初始狀態的空氣柱長為50cm,壓強為(75+15)cmHg;末狀態的壓強為,設末狀態的空氣柱長度為l。根據玻意耳定律可求得空氣柱的長度l。
問:上述分析過程是否完整合理?若完整合理,求出答案;若不完整合理,請重新分析過程并作解答。
解:不合理
因為玻璃管旋轉至管口豎直向下的過程中,氣體壓強減小,體積增大,而玻璃管長度有限,因此先要判斷玻璃管旋轉至管口向下的過程中,管內水銀是否流出
正確解法:先判斷玻璃管管口向下(最低點)的情況。設玻璃管管口豎直向下時水銀未流出
根據玻意耳定律:
      
,所以玻璃管經過最低點時水銀未流出,則在其他位置水銀也不會流出
設玻璃管轉過240°后,空氣柱長為l,根據玻意耳定律:
    
或:正確解法:先要判斷玻璃管經過最低點的情況,設玻璃管管口豎直向下時有水銀流出,設玻璃管管口豎直向下時水銀柱長度為h,則由玻意耳定律有:

所以此假設不合理,既玻璃管經過最低點時水銀未流出,……后面解法同上
練習冊系列答案
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如圖所示,一端開口的L形玻璃管是由粗細不同的兩部分組成的,粗管的橫截面積是細管橫截面積的兩倍(水平細管),開口管在豎直平面內,封閉端水平放置,水平段管長100cm,豎直段管長為30cm,在水平管內有一段長12cm的水銀封閉著一段長80cm的空氣柱,已知氣柱的溫度為27℃,大氣壓強為75cmHg,現對氣體緩慢加熱,當溫度上升到119℃時,封閉端空氣柱多長?

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(1)試確定水銀柱最后停留在哪段管中;
(2)求后來被封閉的氣柱長度.

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精英家教網如圖所示,一端開口的L形玻璃管是由粗細不同的兩部分組成的,粗管的橫截面積是細管橫截面積的兩倍,開口管在豎直平面內,封閉端水平放置,水平段管長100cm,豎直段管長為30cm,在水平管內有一段長12cm的水銀封閉著一段長80cm的空氣柱,已知氣柱的溫度為27℃,大氣壓強為75cm,現對氣體緩慢加熱,
(1)當溫度上升到119℃時,封閉端空氣柱多長?
(2)至少加熱到多少℃水銀可以全部排出管外?

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精英家教網如圖所示,一端開口一端封閉的粗細均勻的直玻璃管,長為1m,開口向上豎直放置時,一段長為15cm的水銀柱封閉了一段長50cm的氣柱,若保持溫度不變,將玻璃管在豎直平面內緩慢地順時針旋轉240°角,則最終管內氣柱長為多少?已知大氣壓強為p0=75cmHg.某同學對此題的分析為:封閉氣體的初始狀態的空氣柱長為50cm,壓強為(75+15)cmHg;末狀態的壓強為(75-
152
)cmHg
,設末狀態的空氣柱長度為l.根據玻意耳定律可求得空氣柱的長度l.問:上述分析過程是否完整合理?若完整合理,求出答案;若不完整合理,請重新分析過程并作解答.

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