如圖所示,一根粗細均勻的U形管,右端封閉,左端開口,當(dāng)溫度t1=69℃時,左、右兩端的水銀面相平,右端被封空氣柱的長度h=8cm,大氣壓強P0=76cmHg,求:
(1)當(dāng)右側(cè)空氣柱的溫度升高到多少時,被封閉空氣柱的長度將增加△h=2cm.
(2)在此溫度下,從左側(cè)開口端再灌入水銀,使右側(cè)空氣柱恢復(fù)原長,則此時左側(cè)與右側(cè)水銀面的高度差應(yīng)為多少?
分析:(1)分別寫出初態(tài)和末態(tài)封閉氣體的壓強、溫度和體積,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程求解.
(2)在此溫度下,從左側(cè)開口端再灌入水銀,封閉氣體發(fā)生等溫變化,根據(jù)玻意耳定律求解.
解答:解:(1)對于封閉氣體:
初態(tài):p1=76cmHg,V1=hS=8S,T1=t1+273=69+273=342K;
末態(tài):p2=(76+
1
2
△h
)cmHg=77cmHg,V2=(h+
1
2
△h
)S=9S,T2=?;
根據(jù)
p1V1
T1
=
p2V2
T2
得:
76×8S
342
=
77×9S
T2

解得,T2=389.8K
(2)根據(jù)玻意耳定律得:p2V2=p3V1
則得:p3=
p2V2
V1
=
77×9S
8S
=86.6cmHg
故左側(cè)與右側(cè)水銀面的高度差為△h=86.6-76=10.6(cm)
答:(1)當(dāng)右側(cè)空氣柱的溫度升高到389.8K時,被封閉空氣柱的長度將增加△h=2cm.
(2)在此溫度下,從左側(cè)開口端再灌入水銀,使右側(cè)空氣柱恢復(fù)原長,則此時左側(cè)與右側(cè)水銀面的高度差應(yīng)為10.6cm.
點評:本題是理想氣體狀態(tài)和玻意耳定律的基本運用,分析各個狀態(tài)參量是解題的關(guān)鍵.
練習(xí)冊系列答案
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3
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A:如圖所示,一根粗細均勻一端封閉的玻璃管,注入60mm的水銀柱,水平放置時封閉端空氣柱與開口端氣柱長均為140mm.若將管緩慢轉(zhuǎn)動,然后開口向下豎直插入水銀槽中,使得封閉端氣柱長133mm.外界大氣壓強Po=760mmHg,求水銀槽中水銀進入玻璃管開口端的長度△h.

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如圖所示,一根粗細不均勻的木材用兩根輕繩懸掛在天花板上,下列判斷正確的是

[     ]

A.木材的重心位置在AB的中點
B.繩OA受到的拉力大于OB受到的拉力
C.繩OA受到的拉力小于OB受到的拉力
D.兩繩的拉力均比木材的重力大

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