解题思路:(i)从图示位置到开口向下过程,先求解出开始时封闭气体的压强和体积,然后玻意耳定律列式求解即可;(ii)封闭空气柱经历等压膨胀过程,根据盖•吕萨克定律列式求解即可.
(i)玻璃管开口向上时,空气柱的压强为:P1=P0+ρgh
玻璃管开口向上时,空气柱的体积为(l-h)S;
玻璃管开口向下时,水银有一部分要流出,设剩余水银柱的长度为x,此时空气柱压强为:
P2=P0-ρgx
玻璃管开口向下时,气柱的体积为(l-x)S;
由波义耳定律得:
P1(l-h)S=P2(l-x)S
解得:x=15cm
(ii)玻璃管加热后,管内水银面再次与玻璃管上端平齐时,空气柱的压强为:
P3=P0+ρgx
设气体的温度是T′,由查理定律得:
P2
T=
P3
T′
解得:T′=450K
答:(i)玻璃管中剩余水银柱的长度为15cm;
(ii)在转动一周后对玻璃管进行缓慢加热,当管内水银面再次与玻璃管上端平齐时,管内气体的温度是450K.
点评:
本题考点: 理想气体的状态方程.
考点点评: 本题关键明确气体先后经历等温过程和等压过程,然后根据玻意耳定律和查理定律列式求解,不难.