Question

一粗細(xì)均勻，底端封閉的細(xì)長(zhǎng)玻璃管如下圖所示，距離底端45cm處有一水平玻璃管與大氣相通，在玻璃管水平部分和豎直部分有相連的水銀柱，長(zhǎng)度在下圖中已標(biāo)出，單位為cm．玻璃管的上端有一活塞，管內(nèi)封閉了兩段長(zhǎng)度為30cm的空氣柱A和B，外界大氣壓強(qiáng)為750cm Hg．現(xiàn)向上緩慢提升活塞，問：

(1)活塞至少向上提升多少距離可使A空氣柱體積達(dá)到最大？
(2)這時(shí)A、B兩部分空氣柱的體積變化為多大？

Answer 1

（1）45cm
（2）由第一問可知B部分溫度不變，壓強(qiáng)也不變，故長(zhǎng)度不變，而A部分氣柱長(zhǎng)度增加了10cm．

(1)由于水平管開口，所以當(dāng)上提活塞時(shí)B部分壓強(qiáng)不變A部分壓強(qiáng)減小，當(dāng)水平部分水銀恰好全部進(jìn)入豎直管時(shí)，A部分空氣體積達(dá)到最大，以后A部分氣體壓強(qiáng)將不發(fā)生變化，設(shè)此時(shí)氣柱長(zhǎng)，氣柱原長(zhǎng)，有等溫過程：

　　

＝40cm Hg 即活塞上升高度
Δ＝(40＋30－45)cm＝45cm
　　(2)由第一問可知B部分溫度不變，壓強(qiáng)也不變，故長(zhǎng)度不變，而A部分氣柱長(zhǎng)度增加了10cm．