36、如图36-1所示,粗细均匀玻璃管竖直放置,上端开口,下端封闭。管内有长为25厘米的水银柱,当温度为300开时被封闭的气柱长为50厘米。假设管长为100厘米,大气压强为Po=75厘米汞高,为了使管中水银排尽,则所需的最低温度为多少?

分析与解:当封闭气体温度升高时,中间有一个温度最高的状态,此题极易疏忽的一
          个状态。误认为当管内水银刚排尽时即是温度最高状态。
       
    P1=P0+25=100cmHg,V1=50S,T1=300K
      
     P2=P0=75cmHg,V2=100S,T2=?
       
    P1V1/T1=P2V2/T2,得T2=P2V2T1/P1V1=(75×100S×300)/(100×50S)=450K
          以上解法是错误的。

          对一定质量的气体PV∝T。PV乘积什么状态时最大?
          我们不仿分析一下气体的状态:(如图36-2所示)
          刚开始排水银时:P1=100cmHg,V1=75S,
          在排尽水银时:P
2=75cmHg,V2=100S,
          因P
1+V1=P2+V2=100+75=175
          两数之和为一定值,当两数相等时其积最大。
          即当管内水银刚排出一米时,PV乘积最大,
          所需温度应高于这个状态的温度可排尽。

          P2=P0+12.5=75+12.5=87.5cmHg,V2=(100-12.5)S=87.5S
          因P
1V1/T1=P2V2/T2,故T2=P2V2T1/P1V1=(87.5×87.5S×300)/(100×50S)=459.4K
    


  37凸透镜直径为4厘米点光源S在与透镜主轴垂直的平面内绕主轴作半径为0.5厘主的匀速圆周运动人在另一侧较远处观察看见它的像在半径为1厘米的圆上作圆周运动。如果人眼沿主光轴逐渐靠近透镜,当与透镜距离刚小于40厘米时,就没有光线进入人眼,求透镜的焦距f。

分析与解:作出光路图如图37-1所示。
          已知S、S'半径就是物高、
          像高,就有了像距和物距
          之比值。
          即m=v/u=h'/h=1/0.5=2

          再考虑到人眼观察到像。若S在图示位置,则人眼应在图中S'M与S'N之间
          人眼能看到像。
          当距离刚小于40cm时,就没有光线进入人眼,实际上告诉我们OP=40cm
          (此为隐含条件)。根据相似三角形对应边成比例:PO'S'POA
          则O'S'/OA=PO'/PO,即1/2=PO'/PO,所以PO'=PO/2=20cm
          所以,v=OO'=PO-PO'=40-20=20cm
          而u=v/2=10cm,得:f=uv/(u+v)=10×20/(10+20)=6.67cm。