Question

如圖所示，均勻直玻璃管下端封閉，開口向上豎直放置，管內有一段長為h=15cm的水銀柱封住一段空氣柱，溫度為t₁=27°C、大氣壓強為p₀=75cmHg時氣體柱長度為L₁=40cm，問：
（1）初始時管內氣體的壓強p₁為多大？
（2）若保持溫度不變，把玻璃管開口向下豎直放置，管內空氣柱長L₂為多大？
（3）若將玻璃管再轉到開口向上豎直放置，要保持管內空氣柱長度為L₂不變，則管內氣體溫度應變為多少？

Answer 1

（1）初始狀態時管內的氣體的壓強為大氣壓強與水銀柱產生的壓強的和，即為：p₁=p₀+p_h=90cmHg，溫度為：T₁=273+27=300K
（2）保持溫度不變，把玻璃管開口向下豎直放置，此過程為等溫過程，此時的壓強為：p₂=p₀-p_h=60cmHg，溫度為：T₂=T₁=300K
由p₁h₁S=p₃h₂S得：h₂=60cm
（3）將玻璃管再轉到開口向上豎直放置，要保持管內空氣柱長度為L₂不變，此過程為等容過程：此時的壓強為：p₃=p₁=90cmHg，T₃=t₂+273
由

P2

T2

=

P3

T3

得：t₂=177℃
答：（1）初始時管內氣體的壓強p₁為90cmHg．
（2）若保持溫度不變，把玻璃管開口向下豎直放置，管內空氣柱長L₂為60cm
（3）若將玻璃管再轉到開口向上豎直放置，要保持管內空氣柱長度為L₂不變，則管內氣體溫度應變為177℃