Question

【題目】如圖，內徑均勻的彎曲玻璃管ABCDE兩端開口，AB、CD段豎直，BC、DE段水平，AB=100cm，BC=40cm，CD=50cm，DE=60cm。在水平段DE內有一長10cm的水銀柱，其左端距D點10cm。在環境溫度為300 K時，保持BC段水平，已知大氣壓為75 cmHg且保持不變。

（1）若將玻璃管A端緩慢豎直向下插入大水銀槽中，使A端剛剛沒入水銀面，環境溫度緩慢升高，求溫度升高到多少K時，水銀柱剛好全部溢出；

（2）將玻璃管A端緩慢豎直向下插入大水銀槽中，使A端剛剛沒入水銀面下10 cm。若環境溫度緩慢降低，求溫度降低到多少K時，水銀柱剛好全部進入CD段。

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】(1)A端插入水銀槽后，液柱向右移動50cm，氣體發生等壓變化，

由蓋呂薩克定律可得， ，

解得：

(2)當液柱剛好全部進入CD管時，水銀槽中的水銀將沿AB管上升10cm．

封閉氣體體積及壓強：V3=160Scm3，p3=65cmHg．

由理想氣體狀態方程得：

解得：