問題詳情:
如圖,一上端開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置.玻璃管的下部封有長l1=25.0cm的空氣柱,中間有一段長爲l2=25.0cm的水銀柱,上部空氣柱的長度l3=40.0cm.已知大氣壓強爲P0=75.0cmHg.現將一活塞(圖中未畫出)從玻璃管開口處緩緩往下推,使管下部空氣柱長度變爲=20.0cm.假設活塞下推過程中沒有漏氣,試求:
(1)最後管下部空氣的壓強爲多少cmHg?
(2)活塞下推的距離(cm).
【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: 設活塞下推距離爲△l,分別求解出上、下兩端封閉氣體下推前的壓強和長度,在表示出下推後的壓強和長度,對兩端封閉氣體分別運用玻意耳定律列式後聯立求解即可.
解答: 解:(1)以cmHg爲壓強單位,在活塞下推前,玻璃管下部空氣柱的壓強爲:
P1=P0+l2 ①
設活塞下推後,下部空氣的壓強爲P1′,由玻意耳定律得:
P1l1=P1′l1′②解得:P1′=125cmHg;
(2)如圖,設活塞下推距離爲△l,則此時玻璃管上部的空氣柱的長度爲:
l3′=l3+(l1﹣l1′)﹣△l ③
設此時玻璃管上部空氣柱的壓強爲P3′,則
P3′=p1′﹣l2 ④
由波意耳定律,得:
P0l3=P3′l3′⑤
由①②③④⑤式代入數據解得:△l=15.0cm;
答:(1)最後管下部空氣的壓強爲125cmHg;
(2)活塞下推的距離爲15cm.
點評: 本題關鍵是對兩端封閉氣體分別運用玻意耳定律列式,難點在於確定兩端氣體的壓強間以及其與大氣壓強的關係.
知識點:氣體的等溫變化
題型:計算題