如图所示,粗细均匀的U形管竖直放置,左端封闭,右端开口,左端用水银封闭着长L=10cm的理想气体,当温度为27℃时,两管水银面的高度差△h=2cm.设外界大气压

如图所示,粗细均匀的U形管竖直放置,左端封闭,右端开口,左端用水银封闭着长L=10cm的理想气体,当温度为27℃时,两管水银面的高度差△h=2cm.设外界大气压

题型:不详难度:来源:
如图所示,粗细均匀的U形管竖直放置,左端封闭,右端开口,左端用水银封闭着长L=10cm的理想气体,当温度为27℃时,两管水银面的高度差△h=2cm.设外界大气压为1.0×105Pa(即75cmHg).为了使左、右两管中的水银面相平,求:
(ⅰ)若对封闭气体缓慢加热,温度需升高到多少℃?
(ⅱ)若温度保持27℃不变,需从右管的开口端再缓慢注入多少高度的水银柱?
答案
(ⅰ)对于封闭气体:
初态:P1=P0-△h=75-2=73(cmHg),V1=LS=10S,T1=300K;
末态:P2=P0=75cmHg,V2=(L+0.5△h)S=12s,T2=?;
根据理想气体状态方程:
P1V1
T1
=
P2V2
T2

代入数据
73×10
300
=
75×11
T2
,从中求得T2=339K,t2=T2-273=66℃
(ⅱ)气体作等温变化,
P3=P0=75cmHg,V3=L3S
根据玻意耳定律:P1V1=P3V3
代入数据73×10=75×L3,从中求得L3=9.73cm,即闭管水银柱上升了0.27cm,
所需注入的水银柱长为H=(2+2×0.27)cm=2.54cm
答:(ⅰ)若对封闭气体缓慢加热,温度需升高到66℃;
(ii)若温度保持27°C不变,需从右管的开口端再缓慢注入2.54cm高度的水银柱.
举一反三
如图所示,由两段粗细不同的圆筒组成的容器竖直固定,粗圆筒横截面积是细圆筒的4倍,粗圆筒中有A、B两活塞,其间封闭一定质量的理想气体,被封气柱长L=20cm.活塞A上方储有水银,水银柱高H=10cm,且上端恰好与两圆筒结合处相平.现缓慢向上推动活塞B,使活塞A向上移动5cm后保持静止,不计活塞与筒壁之间的摩擦.(设在整个过程中气体的温度不变,大气压强P0=75cmHg)求:
(i)再次静止后,被封气体的压强;
(ii)活塞B向上移动的距离.
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为了控制温室效应,各国科学家提出了不少方法和设想.有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实,设想将CO2液化后,送入深海海底.以减少大气中CO2的浓度.为使CO2液化,可采用的措施是(  )
A.减压、升温B.增压、升温C.减压、降温D.增压、降温
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在某一恒温水池(温度远低于100℃)底部有一气泡从池底缓慢上升,气泡内的气体可视为理想气体,在水泡上升的过程中,气体质量不变,则下面判断正确的是(  )
A.气泡内气体分子的平均动能增大
B.气泡内气体的内能增大
C.气泡内气体分子的平均距离增大
D.气泡气体向外放热
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一定量的理想气体,处在某一初始状态,现在要使它的温度经过变化后又回到初始状态,下述过程中可能实现的是(  )
A.先保持体积不变而减小压强,接着保持压强不变而使体积增大
B.先保持体积不变而增大压强,接着保持压强不变而使体积增大
C.先保持压强不变而减小体积,接着保持体积不变而使压强增大
D.先保持压强不变而增大体积,接着保持体积不变而使压强减小
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一定质量的理想气体的状态变化过程如图的p-T图线所示,吸热的过程有______.
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