（2014•云南一模）如图所示，一端开口、内壁光滑的玻璃管竖直放置，管中用一段长H0=38cm的水银柱封闭一段长L1=20cm的空气，此时水银柱上端到管口的距离为L2=4cm，大气压强恒为P0=76cmHg，开

Question

（2014•云南一模）如图所示，一端开口、内壁光滑的玻璃管竖直放置，管中用一段长H₀=38cm的水银柱封闭一段长L₁=20cm的空气，此时水银柱上端到管口的距离为L₂=4cm，大气压强恒为P₀=76cmHg，开始时封闭气体温度为t₁=27℃，取0℃为273K，求：
（1）缓慢升高封闭气体温度至水银开始从管口溢出，此时封闭气体的温度；
（2）保持封闭气体温度不变，在竖直平面内缓慢转动玻璃管内水银开始从管口溢出，玻璃管转过的角度．

Answer 1

设玻璃管横截面积为S
（1）初状态：V₁=L₁s  T₁=t₁+273
末状态：V₂=（L₁+l₂）S，T₂=t₂+273
根据查理定律知：(V1)/(T1)＝(V2)/(T2)
代入数据解得：t₂=87°C
（2）初状态：V₁=L₁s，P₁=P₀+38
设玻璃管转过角度θ后水银开始溢出
末状态：V₂=（L₁+l₂）S，P₂=P₀+38cosθ
据玻意耳定律知：
P₁V₁=P₂V₂
解得：θ=60°
答：（1）缓慢升高封闭气体温度至水银开始从管口溢出，此时封闭气体的温度8°C；
（2）保持封闭气体温度不变，在竖直平面内缓慢转动玻璃管内水银开始从管口溢出，玻璃管转过的角度为60°．