(2000•上海)如图所示,粗细均匀,两端开口的U形管竖直放置,管的内径很小,水平部分BC长14厘米,一空气柱将管内水银
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解题思路:(1)由于平衡,两边水银面等高,即可求得右边水银柱总长;

(2)左边的水银恰好全部进入竖直管AB内时,根据左侧水银柱平衡可以求出底部气体的压强,然后根据玻意耳定律列式求解;

(3)根据玻意耳定律列式直接求解;

(1)U形管两端均开口,所以两竖直管内水银面高度应相同,即右边竖直管内水银柱高度为:

h0=2(厘米)…①

右边水平管内水银柱长度为:

14-t0-2=4(厘米)

右边水银柱总长是:

4+2=6(厘米)…②

(2)左边的水银全部进入竖直管内时,两竖直管内水银面高度均为:

h1=4(厘米)…③

此时,右边水平管内水银柱长度为2厘米,所以空气柱长为:

l1=14-2=12(厘米)…④

(p0+h0)l0

T0=

(P0+h1)l1

T1…⑤

∴T1=T0

(P0+h1)l1

(P0+h0)l0=273×

80×12

78×8=420(开)…⑥

(3)设温度为T2=490开时,空气柱长为l2

等压过程

I1

T1=

I2

T2…⑦

∴l2=T2

l1

T1=490×

12

420=14(厘米)…⑧

其中有2厘米进入左边竖直管内

∴右管内水银面高度为:

h1=4(厘米)…⑨

左管内水银上表面高度为:

h2=4+2=6(厘米)…⑩

答:(1)右边水银柱总长是6cm.

(2)当空气柱温度升高到420K时,左边的水银恰好全部进入竖直管AB内.

(3)当空气柱温度为490开时,右管内水银面高度为4cm,左管内水银上表面高度为6cm.

点评:

本题考点: 理想气体的状态方程;封闭气体压强.

考点点评: 本题关键根据平衡条件得到底部气体的气体压强,然后根据玻意耳定律和吕萨克定律列式求解.

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