Question

某实验中学的物理兴趣实验小组为了探究理想气体实验定律，完成了如下的操作：该小组的同学将一截面积为、长度为的一端封闭的导热性能良好的玻璃管如图放置，现用一段水银柱封闭玻璃管内的气体，经测量水银柱的长度为，气柱的长度为，已知环境温度为，外界的大气压强，求：

①当环境的温度升高到多少摄氏度时，水银柱的上端刚好到达玻璃管的开口处？

②如图环境的温度保持不变，向玻璃管内缓慢地注入水银，求当水银柱为多长时水银柱的上端刚好与玻璃管的开口处相平？

Answer

①；②

【解析】

试题分析：①设玻璃管横截面积为S，管内封闭气体为研究对象，气体经等压膨胀：

初状态：，

末状态：，

由盖-吕萨克定律：

解得此时气体的温度为：

②设水银柱上表面与管口相平时管中气体压强为，水银柱的长度为，管内气体经等温压缩，初状态：，

末状态：，

由玻意耳定律有：

得：。

考点：理想气体的状态方程、封闭气体压强

【名师点睛】本题考查气体实验定律的综合应用，解题的关键是明确气体发生什么状态变化过程，列出初末状态参量，代入实验定律公式解题。