问题详情:
(2016·全国Ⅲ卷)一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞。初始时,管内*柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞,直至管内两边*柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强p0=75.0 cmHg。环境温度不变。
【回答】
144cmHg 9.42cm
【解析】:设初始时,右管中空气柱的压强为p1,长度为l1;左管中空气柱的压强为p2=p0,长度为l2。活塞被下推h后,右管中空气柱的压强为p1',长度为l1';左管中空气柱的压强为p2',长度为l2'。以cmHg为压强单位。由题给条件得:
p1=p2(20.0–5.00)cmHg............................................................................①
.............................................................②
由玻意耳定律得
p1l1=p1'l1'....................................................................................................③
p1'=144 cmHg............................................................................................④
依题意得
p2'=p1'.........................................................................................................⑤
.....................................................⑥
由玻意耳定律得
p2l2= p2'l2'..................................................................................................⑦
联立④⑤⑥⑦解得
h=9.42 cm.............................................................................................⑧
知识点:气体的等温变化
题型:计算题