問題詳情:
(2016·全國Ⅲ卷)一U形玻璃管豎直放置,左端開口,右端封閉,左端上部有一光滑的輕活塞。初始時,管內*柱及空氣柱長度如圖所示。用力向下緩慢推活塞,直至管內兩邊*柱高度相等時爲止。求此時右側管內氣體的壓強和活塞向下移動的距離。已知玻璃管的橫截面積處處相同;在活塞向下移動的過程中,沒有發生氣體泄漏;大氣壓強p0=75.0 cmHg。環境溫度不變。
【回答】
144cmHg 9.42cm
【解析】:設初始時,右管中空氣柱的壓強爲p1,長度爲l1;左管中空氣柱的壓強爲p2=p0,長度爲l2。活塞被下推h後,右管中空氣柱的壓強爲p1',長度爲l1';左管中空氣柱的壓強爲p2',長度爲l2'。以cmHg爲壓強單位。由題給條件得:
p1=p2(20.0–5.00)cmHg............................................................................①
.............................................................②
由玻意耳定律得
p1l1=p1'l1'....................................................................................................③
p1'=144 cmHg............................................................................................④
依題意得
p2'=p1'.........................................................................................................⑤
.....................................................⑥
由玻意耳定律得
p2l2= p2'l2'..................................................................................................⑦
聯立④⑤⑥⑦解得
h=9.42 cm.............................................................................................⑧
知識點:氣體的等溫變化
題型:計算題