一根粗细均匀全长为40厘米、一端封闭的直玻璃管,用长为19厘米的汞柱封闭一定质量的空气.开始时,玻璃管开口向下竖直放置,管内空气柱长为18.2厘米,温度为0℃.

一根粗细均匀全长为40厘米、一端封闭的直玻璃管,用长为19厘米的汞柱封闭一定质量的空气.开始时,玻璃管开口向下竖直放置,管内空气柱长为18.2厘米,温度为0℃.

题型:南汇区一模难度:来源:
一根粗细均匀全长为40厘米、一端封闭的直玻璃管,用长为19厘米的汞柱封闭一定质量的空气.开始时,玻璃管开口向下竖直放置,管内空气柱长为18.2厘米,温度为0℃.大气压强为76cmHg,1cmHg=1333Pa.
(1)保持玻璃管位置不变,则当管中空气柱长为20厘米时,被封闭的空气温度为多少?
(2)保持第(1)问中的温度不变,将玻璃管缓慢逆时针转动90°使其水平放置,则此时空气柱长度为多少厘米?魔方格
答案
玻璃管竖直放置,温度变化时管内封闭气体压强不变.
(1)
V 1
V2
=
T1
T2
t2=T2-273=27°C
(2)玻璃转动过程中,温度不变.
P2V2=P3V3
P2=P0-hcmHg=(76-19)cmHg=57cmHg,P3=P0=76cmHg
V2=L2s=20s,V3=L3s
则有:
L3=
P2
P3
L2=
57
76
×20cm=15cm

答:(1)封闭气体的空气温度为27℃;
(2)空气柱的长度为15cm.
举一反三
某同学设计并制作了一种温度计,其结构如图所示,玻璃泡A内封有一定质量的气体,与A相连的细管B插在水银槽中,管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度,即环境温度,并可由B管上的刻度直接读出(B管的体积与A泡的体积相比可略去不计).制作过程:将玻璃泡分别置于100℃与0℃的环境温度下,刻录下当时水银面的高度x,再以两次刻录下的刻度间距的
1
100
为最小刻度,将B管全部画上均匀刻度线,温度计便制作好了.
为检查该装置的可行性与准确性,该同学在某一恒定的大气压下提供不同的环境温度,通过对B管上的温度刻度与当时实际温度进行对比,以确定该温度计的可行性与准确性,测量获得的数据及B管上的温度刻度如下表所示:
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实际温度t(℃)-270275481100
汞柱高x(cm)25.820.4159.64.20.4
温度刻度t(℃)-31-423507796
如图所示,内壁光滑、两端开口的圆柱形容器用活塞A、B封闭着一定质量的理想气体,容器及活塞用绝热的材料制成,活塞A、B质量均为m,可在容器内无摩擦地滑动.现有一质量也为m的橡皮泥球C以速度v撞在A上并粘合在一起压缩气体,使气体内能增加.关于上述过程作出如下判断:
①活塞A获得的最大速度为
v
2

②活塞B获得的最大速度为
v
3

③活塞A、B速度第一次相等时,气体内能最大    
④气体增加的最大内能为
1
3
mv2

则上述判断正确的是(  )
A.①③B.③④C.①②④D.①③④
魔方格
如图所示的玻璃管ABCD,在水平段CD内有一段水银柱,玻璃管截面半径相比其长度可忽略,B端弯曲部分长度可忽略.初始时数据如图,环境温度300K.现保持CD水平,将玻璃管缓慢竖直向下插入大水银槽中,使A端在水银面下5cm.已知大气压75cmHg.
(1)在插入水银槽后,玻璃管保持静止,缓慢降低温度,降低到多少时,水平段水银柱回到初始位置.
(2)在(1)的前提下,继续缓慢降低温度,降低到多少时,水平段水银柱刚好全部进入竖直管内.魔方格
一足够高的直立气缸上端开口,用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱,活塞的横截面积为0.01m2,活塞与气缸间的摩擦不计.气缸侧壁通过一个开口与U形管相连,开口离气缸底部的高度为70cm,开口管内及U形管内的气体体积忽略不计.已知图所示状态时,气体的温度为7 0C,U形管内水银面的高度差h1=5cm.大气压强p0=1.0×105 Pa保持不变.水银的密度ρ=13.6×103 kg/m3
求:(1)活塞的重力.
(2)现在活塞上添加沙粒,同时对气缸内的气体加热,始终保持活塞的高度不变,此过程缓慢进行,当气体的温度升高到37℃时,U形管内水银的高度差为多少?
(3)保持上题中的沙粒质量不变,让气缸内的气体逐渐冷却,那么当气体的温度至少降为多少时,U形管内的水银面变为一样高?魔方格
如图A、B是两个横截面积不同的竖直圆筒,其中各有一个活塞,它们距离筒底的高度均为h0=0.2m,质量分别为m1=1kg,m2=2kg,活塞下面盛有温度相同且不变的同种气体,活塞上面为真空,两个圆筒的底部是由细管相连通的.如果在A活塞上面再加放一个质量为m=0.5kg的物体,稳定后两活塞的高度差为______m.魔方格