如图所示,左端封闭的U形管中,空气柱将水银分为A、B两部分,空气柱的温度t=87°C,长度L=12.5cm,水银柱A的长度h1=25cm,水银柱B两边液面的高度
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如图所示,左端封闭的U形管中,空气柱将水银分为A、B两部分,空气柱的温度t=87°C,长度L=12.5cm,水银柱A的长度h1=25cm,水银柱B两边液面的高度
题型:上海模拟
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来源:
如图所示,左端封闭的U形管中,空气柱将水银分为A、B两部分,空气柱的温度t=87°C,长度L=12.5cm,水银柱A的长度h
1
=25cm,水银柱B两边液面的高度差h
2
=45cm,大气压强p
0
=75cmHg,
(1)当空气柱的温度为多少时,水银柱A对U形管的顶部没有压力;
(2)空气柱保持(1)中温度不变,在右管中注入多长的水银柱,可以使形管内水银柱B两边液面相平.
答案
(1)封闭气体初态:p
1
=(75-45)cmHg=30cmHg V
1
=12.5sT
1
=273+87K=360K
A对顶部无压力时p
2
=25cmHg h
2
′=(75-25)cm=50cm
L
2
=L-
h
2
′-
h
2
2
=10cm(
由理想气体状态方程得:
P
1
V
1
T
1
=
P
2
V
2
T
2
即
T
2
=
P
2
V
2
T
1
P
1
V
1
=
25×10S×360
30×12.5S
K=240K
(2)封闭气体等温变化,有玻意耳定律得:P
2
L
2
=P
0
L
3
解得:
L
3
=
P
2
L
2
P
0
=
25×10
75
cm=
10
3
cm
注入的水银柱长度为
△L=
h
2
′+2(
L
2
-
L
3
)=50+2×(10-
10
3
)cm=63.3cm
答:(1)当空气柱的温度为240K时,水银柱A对U形管的顶部没有压力;
(2)空气柱保持(1)中温度不变,在右管中注入63.3cm的水银柱,可以使形管内水银柱B两边液面相平
举一反三
一个如图所示形状、内径均匀的细玻璃管,它的AB和CD两臂竖直放置,BC段呈水平方向,管的AB段和BC段长度分别为40cm和5cm,A端封闭、D端开口与大气相通.用一段长为5cm的水银柱将一部分空气封闭在管内.当管内被封闭空气的温度为27℃时,BC管充满水银,被封闭的空气柱恰与AB管等长.如果空气温度发生变化,管内水银柱将发生移动.设大气压强相当于75cm水银柱产生的压强,则
(1)要管内水银柱进入AB管,则空气温度是降低还是升高?
(2)要使管内水银柱刚好全部离开BC管进入AB管内并保持稳定时,AB管内空气的温度应是多少?
题型:奉贤区二模
难度:
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如图所示,粗细均匀的细直玻璃管上端封闭,开口端竖直向下插入水银槽中,管内封闭有一定质量的理想气体,玻璃管露出水银槽液面的长度为L=40cm,管内外水银面高度差为h=8cm.现使管缓慢转过θ=37°角,保持玻璃管在水银槽液面上方的长度L不变,外界大气压强不变,这时( )
A.管内气柱长度可能为30cm
B.管内气柱长度可能为32cm
C.管内水银柱长度可能为9cm
D.管内水银柱长度可能为12cm
题型:不详
难度:
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如图所示,两端开口的弯折管竖直放置,三段竖直管内各有一段水银柱将两段空气柱A、B封闭在管内,已知大气压强为P
0
(P
a
),左管内水银柱长h
1
(m),右管内水银柱长h
2
(m),水银的密度为ρ,则空气柱A的压强为______ P
a
,中间管内的水银柱的长度为______ m.
题型:奉贤区二模
难度:
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如图所示,用销钉固定的光滑绝热活塞把水平放置的绝热气缸分隔成容积相同的A、B两部分,A、B缸内分别封闭有一定质量的理想气体.初始时,两部分气体温度都为t
0
=27℃,A部分气体压强为p
A0
=2×10
5
Pa,B部分气体压强为p
B0
=1×10
5
Pa.拔去销钉后,保持A部分气体温度不变,同时对B部分气体加热,直到B内气体温度上升为t=127℃,停止加热,待活塞重新稳定后,(活塞厚度可忽略不计,整个过程无漏气发生)求:
(1)A部分气体体积与初始体积之比V
A
:
V
A0
;
(2)B部分气体的压强p
B
.
题型:不详
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如图所示表示一种测量最高温度的温度计的构造(记录最高温度),上端齐平长U型管内盛有温度为T
0
=273K的水银.在封闭的右管内水银上方有空气,空气柱长为h=24cm.当加热管子时,空气膨胀,挤出部分水银.而当冷却到初温T
0
后,左边的管内水银面下降了H=6cm.试求管子被加热到的最高温度.(大气压p
0
=76cmHg)
题型:上海模拟
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