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=18cm的理想气体,当温度为27℃时,两管水银面的高度差Δh=4cm,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=18cm的理想气体,当温度为27℃时,两管水银面的高度差Δh=4cm,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=18cm的理想气体,当温度为27℃时,两管水银面的高度差Δh=4cm,设外界大气压为75cmHg,为了使左、右两管中的水银面相平,

(1)若对封闭气体缓慢加热,温度需升高到多少℃;
(2)若温度保持27℃不变,向右管缓慢注入水银最后左、右两管的水银面相平且稳定时,气柱的长度是多少.
答案
(1)352K(2)17.04cm
解析

试题分析:(1)由题意,p1=71cmHg,V1=18cm·S, T1=300K,p2=75cmHg,V2=20cm·S;根据理想气体状态方程:

代入数据得:
T2=352K,t2=79℃
(2)p3=71cmHg,T3=T1=300K,
根据玻意耳定律:p1V1=p3V3
解得L3=17.04cm
点评:
举一反三
一个右端开口左端封闭的U形玻璃管中装有水银,左侧封有一定质量的空气,如图所示,已知,空气柱长是40cm,两侧水银面高度差56cm,若左侧距管顶66cm处的k点处突然断开,断开处上方水银能否流出?这时左侧上方封闭气柱将变为多高?(设大气压强为1.013×105Pa)
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图中竖直圆筒是固定不动的,粗筒横截面积是细筒的4倍,细筒足够长。粗筒中A、B两轻质活塞间封有空气,气柱长L="20" cm.活塞A上方的水银深H="10" cm,两活塞与筒壁间的摩擦不计。用外力向上托住活塞B,使之处于平衡状态,水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移,直至水银的一半被推以入细筒中,求活塞B上移的距离。设在整个过程中气柱的温度不变,大气压强p0相当于75 cm高的水银柱产生的压强。

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如图所示,水平放置的 A、B 是两个相同气缸,其长度和截面积分别为20 cm和10 cm2,C 是可在气缸内无摩擦滑动的、厚度不计的活塞,D为阀门,整个装置均由导热良好材料制成.开始阀门关闭,A 内有压强为 pA = 2.0×105 Pa 的氮气,B 内有压强为pB = 1.2×105 Pa的氧气;阀门打开后,活塞 C开始移动,最后达到平衡.试求活塞 C 移动的距离及平衡后 B 中气体的压强.假设环境温度始终不变.

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如图所示,粗细均匀的玻璃细管上端封闭,下端开口,竖直插在大而深的水银槽中,管内封闭有一定质量的空气,玻璃细管足够长,管内气柱长4 cm,管内外水银面高度差为10 cm。现将玻璃管沿竖直方向缓慢移动. (大气压强相当于75cmHg)求:

①若要使管内外水银面恰好相平,此时管内气柱的长度;
②若要使管内外水银面高度差为15 cm,玻璃管又应如何移动多少距离。
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(10分)有一空的薄金属筒,高h1=l0cm。某同学
将其开口向下,自水银表面处缓慢压入水银中,如图所
示。设大气温度和水银温度恒定,筒内空气无泄漏,不
计气体分子间相互作用。则金属筒被压入水银表面下
h2=5cm处时,内部空气柱的高度是多少?(大气压强为
Po=75cmHg,结果可用根式表示)

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