如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管,下部有长l1=66cm的水银柱,中间封有长l2=6.6cm的空气柱,上部有长l3=44cm的水银柱,此时水银面恰好与管口
题型:不详难度:来源:
如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管,下部有长l1=66cm的水银柱,中间封有长l2=6.6cm的空气柱,上部有长l3=44cm的水银柱,此时水银面恰好与管口平齐.已知大气压强为P0=76cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周,求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度.封入的气体可视为理想气体,在转动过程中没有发生漏气.
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答案
设玻璃管开口向上时,空气柱压强为:P1=P0+ρgl3 ① (式中ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度.) 玻璃管开口向下时,原来上部的水银有一部分会流出,封闭端会有部分真空. 设此时开口端剩下的水银柱长度为x,则P2=ρgl1,P2+ρgx=P0 ② (P2管内空气柱的压强.) 由玻意耳定律得P1(sl2)=P2(sh) ③ (式中,h是此时空气柱的长度,S为玻璃管的横截面积.) 由①②③式和题给条件得h=12cm ④ 从开始转动一周后,设空气柱的压强为P3,则P3=P0+ρgx⑤ 由玻意耳定律得P1(sl2)=P3(sh")⑥ (式中,h"是此时空气柱的长度.) 由①②③⑤⑥h"≈9.2cm 答:在开口向下管中空气柱的长度为12cm,到原来位置时管中空气柱的长度是9.2cm. |
举一反三
如图封闭在气缸内一定质量的理想气体,如果保持气体体积不变,当温度升高时,以下说法正确的是( )![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200118/20200118122434-48430.png) A.气体的密度增大 | B.所有气体分子的运动速率一定增大 | C.气体的压强增大 | D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多 |
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如图所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面的面积S=0.01m2,中间用两个活塞A与B封住一定质量的理想气体,A、B都可沿圆筒无摩擦地上、下滑动,但不漏气,A的质量可不计、B的质量为M,并与一劲度系数k=5×103N/m的较长的弹簧相连.已知大气压强p0=1×105Pa,平衡时,两活塞间的距离l0=0.6m.现用力压A.使之缓慢向下移动一定距离后,保持平衡.此时,用于压A的力F=5×102N.求:(假定气体温度保持不变.) (1)此时两活塞间的距离 (2)活塞A向下移的距离. (3)大气压对活塞A和活塞B做的总功.
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一定质量的理想气体,经历了如图所示的状态变化1-2-3过程,则三个状态的温度之比是( )A.1:3:5 | B.3:6:5 | C.3:2:l | D.5:6:3 |
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一定质量理想气体的p-V图象如图所示,气体由状态A→B→C→D→A变化,以下说法正确的是( )A.A→B为等容变化,温度降低 | B.B→C为等压变化,温度升高 | C.C→D为等容变化,温度升高 | D.D→A为等压变化,温度降低 |
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内燃机汽缸里的混合气体,在吸气冲程之末,温度为50℃,压强为1.0×105Pa,体积为0.93L,在压缩冲程中,把气体的体积压缩为0.155L时,气体的压强增大到1.2×106Pa.求这时混合气体的温度升高到多少摄氏度? |
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