解题思路:(1)根据玻璃管两边的液面差,求出两个状态下气体的压强,气体做等容变化,根据气态方程即可求出后来气体的温度.(2)通过假设的方法判断当玻璃管沿绕过O点的水平轴在竖直平面内逆时针转过180°时短臂内是否有水银,然后根据等温变化求解.(3)根据两个过程中气体状态变化的特点可以画出该图象.
(1)p1=p0=75 cmHg,T1=273+27K=300K
p2=p0+5cmHg=80 cmHg,T2=?
由
p1
T1=
p2
T2,解得:T2=320K
故应使温度变为T2=320K.
(2)假设玻璃管转过180°后短臂内没有水银,水平管内留有水银柱的长度为x
P2=80cmHg,V2=V1=S•18 cm
P3=p0-(10+10+10+5-x)cmHg=(40+x)cmHg,V2=S•(18+10+10-x)cm=S•(38-x)cm
由p2V2=p3V3,得到:80×18=(40+x)×(38-x)
解得:x=8cm,与假设相符,所以假设成立.
故密闭气体的长度变为(18+10+10-x)=30cm.
(3)密闭气体的状态变化图象如图所示.
点评:
本题考点: 封闭气体压强;气体的等容变化和等压变化.
考点点评: 利用理想气体状态方程解题,关键是正确选取状态,明确状态参量,尤其是正确求解被封闭气体的压强,这是热学中的重点知识,要加强训练,加深理解.