問題詳情:
如圖1所示,左端封閉、內徑相同的U形細玻璃管豎直放置,左管中封閉有長爲L=20cm的空氣柱,兩管水銀面相平,水銀柱足夠長.已知大氣壓強爲p0=75cmHg.
(1)若將裝置翻轉180°,使U形細玻璃管豎直倒置(水銀未溢出),如圖2所示.當管中水銀靜止時,求左管中空氣柱的長度;
(2)若將圖1中的閥門S開啟,緩慢流出部分水銀,然後關閉閥門S,右管水銀面下降了H=35cm,求左管水銀面下降的高度.
【回答】
考點:理想氣體的狀態方程;封閉氣體壓強.
專題:理想氣體狀態方程專題.
分析:(1)根據玻意耳定律求的即可
(2)氣體發生等溫變化,由玻意耳定律求出氣體的壓強,然後再求出水銀面下降的高度
解答: 解:(1)設左管中空氣柱的長度增加h,由玻意耳定律:p0L=(p0﹣2h)(L+h)
代入數據解得:h=0或h=17.5cm
所以,左管中空氣柱的長度爲20cm或37.5cm
(2)設左管水銀面下降的高度爲x,左、右管水銀面的高度差爲y,由幾何關係:x+y=H
由玻意耳定律:p0L=(p0﹣y)(L+x)
聯立兩式解得:x2+60x﹣700=0
解方程得:x=10cm x=﹣70cm(捨去)
故左管水銀面下降的高度爲10cm
答:(1)左管中空氣柱的長度爲20cm或37.5cm
(2)左管水銀面下降的高度爲10cm
點評:本題考查了求水銀面下降的高度,根據題意求出氣體的狀態參量,應用玻意耳定律即可正確解題,解題時要注意幾何關係的應用
知識點:氣體的等溫變化
題型:計算題