细长的截面均匀的U形玻璃管,两端都开口,管内有两段水银柱封闭着一段空气柱,若气体温度是27℃时,空气柱在U形管的左侧,A、B两点之间,长为15cm,如图所示(图

细长的截面均匀的U形玻璃管,两端都开口,管内有两段水银柱封闭着一段空气柱,若气体温度是27℃时,空气柱在U形管的左侧,A、B两点之间,长为15cm,如图所示(图

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细长的截面均匀的U形玻璃管,两端都开口,管内有两段水银柱封闭着一段空气柱,若气体温度是27℃时,空气柱在U形管的左侧,A、B两点之间,长为15cm,如图所示(图中标注长度的单位是cm)。若保持气体的温度不变,从左侧开口处缓慢地再注入25cm长的水银柱,管内的空气柱长为多少?为了使这段空气柱长度恢复到15cm,且回到A、B两点之间。可以向U形管内再注入一些水银,且改变气体的温度。求从左右哪一侧注入多长的水银柱?气体的温度变为多少?大气压强相当于75cm水银柱产生的压强。

答案

(1)要再从右侧管中注入25cm长的水银柱。(2)375K,或t=102℃。
解析


由图可见,左侧水银柱长为25cm,管内空气柱的压强相当于100cm水银柱产生的压强。
而右侧管中的水银面比A高25cm,这段水银柱总长为45cm,
当从左侧管口再注入25cm长的水银柱时,空气柱将下移到U型管的底部,
气体的压强变为120cm水银柱产生的压强,这时气柱长设为x,有100×15=120x,解得空气柱的长度x=12.5cm。
要使空气柱回到A、B两点之间,空气柱的压强为125cm,
右侧管内的水银面要高于A点50cm,要再从右侧管中注入25cm长的水银柱。
气体回到A、B之间,气柱长度仍为15cm,气柱温度要升高到T,有125/T=100/300。解得T=375K,或t=102℃。
举一反三


一端封闭的圆筒,由两个截面积相同的活塞A和 B隔成两部分空间,各封闭着一定量的气体,活塞A和B跟圆筒紧密接触,表面光滑而不漏气,中心用一根轻弹簧相连接,活塞B的质量是20kg,当圆筒开口向上直立放置时,弹簧恰好没有形变,长为25.5cm,活塞B与圆筒底相距20cm。当圆筒水平放置时,活塞B与圆筒底相距26cm,活塞A、B间相距27.5cm, 如图所示。假设大气对活塞A的压力为1000N,气体的温度不变,g取10m/。试求:活塞A的质量。
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光发电机是利用光能作动力直接把光能转变为机械动力输出的装置,其核心装置是化学反应室,室内装有一种特殊的化合物,有光照射时,能接受光能发生化学反应,在无光作用时又发生逆反应,如此循环往复从而带动活塞的往复运动,试回答:
(1)在下列各种化合物中能作为上述特殊化合物的是
A.O2
B.NO2
C.N2
D.CO2
(2)写出该特殊化合物在密封室中的化学反应方程式________;
(3)简单分析密封室活塞被驱动的原因.________
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如下图所示,粗细均匀的长直玻璃管被轻绳倒挂于倾角为θ的斜面上,管内有一段长为h的水银柱(其密度为ρ)封闭着一段空气柱.求在下列情况下,被封闭气体的压强为多少(式中各物理量单位均为国际单位制单位)?
(1)玻璃管静止不动;
(2)剪断细绳后,玻璃管沿斜面保持平稳加速下降过程(知管与斜面间动摩擦因数为μ,且μ<tanθ).
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如图为装有食品的密封包装袋在不同物理环境下的两张照片,甲摄于压强为P0、气温为18℃的环境下,乙摄于压强为0.9P0、气温为10℃的环境下,其中P0为标准大气压,下列说法中正确的是( )
A.甲图包装袋内气体的压强小于乙图中袋内气体压强
B.乙图包装袋内气体的压强小于甲图中袋内气体压强
C.图中包装袋鼓起越厉害,袋内单位体积的气体分子数越多
D.图中包装袋鼓起越厉害,袋内气体分子的平均动能越大

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气体的压强是由下列哪种原因造成的(   )
A.气体分子对器壁的吸引力B.气体分子对器壁的碰撞力
C.气体分子对器壁的排斥力D.气体的重力

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