如图所示，长为1m，开口竖直向上的玻璃管内，封闭着长为15cm的水银柱，封闭气体的长度为20cm，已知大气压强为75cmHg．现缓慢旋转玻璃管，求：（1）当玻璃管水平放置时，封闭气体的长度

Question

如图所示，长为1m，开口竖直向上的玻璃管内，封闭着长为15cm的水银柱，封闭气体的长度为20cm，已知大气压强为75cmHg．现缓慢旋转玻璃管，求：

（1）当玻璃管水平放置时，封闭气体的长度为多少
（2）当玻璃管开口竖直向下时，封闭气体的长度为多少．

Answer 1

封闭气体缓慢旋转玻璃管过程封闭气体做等温变化
竖直放置时：P₁=P₀+h=75+15cm=90cm  V₁=l₁S=20S
玻璃管水平放置时：P₂=P₀=75cmHg    V₂=l₂S
由玻意而定律得：P₁V₁=P₂V₂
代入数据解得：l₂=24cm
（2）以管口竖直向上为初态，管口竖直向下为末态
假设水银未溢出
管口竖直向下时：P₃=P₀-h=75-15cmHg=60cmHg   V₃=l₃S
由玻意而定律得：P₂V₂=P₃V₃
代入数据得：l₃=30cm
因为30+15<100，所以水银不会流出
答：（1）当玻璃管水平放置时，封闭气体的长度为24cm；
（2）当玻璃管开口竖直向下时，封闭气体的长度为30cm．