(2010•长宁区一模)一根两端开口、粗细均匀的长直玻璃管横截面积为S=2×10-3m2,竖直插入水面足够宽广的水中.管
1个回答

解题思路:对活塞进行受力分析,运用平衡知识解决问题.知道液体压强的公式和应用.根据气体状态方程和已知的变化量去计算其它的物理量.

(1)当活塞静止时,P1=P0+

mg

S=1.0×105+

0.4×10

2×10-3=1.02×105(Pa)

(2)当F=6.0N时,有P2=P0+

mg-F

S=1.0×105+

0.4×10-6.0

2×10-3=9.9×104(Pa)

P2=P0-ρgh

管内外液面的高度差h=

P0-P2

ρg=

1.0×105-9.9×104

1.0×103×10=0.1(m)

由玻意耳定律:P1L1S=P2L2S

空气柱长度:L2=

P1

P2L1=

1.02×105

9.9×104×66=68(cm)

(3)P3=P0=1.0×105PaL3=68+10=78cmT2=T1

由气态方程:

P2L2

T2=

P3L3

T3

气体温度变为:T3=

P3L3

P2L2T1=

1.0×105×78

9.9×104×68×300=347.6(K)

答:(1)开始时封闭气体的压强是1.02×105pa.

(2)这时管内外水面高度差为0.1m,管内气柱长度是68cm.

(3)此时气体的温度是347.6k.

点评:

本题考点: 理想气体的状态方程;气体的等温变化;封闭气体压强.

考点点评: 能用静力学观点确解决问题.要注意研究过程中哪些量不变,哪些量变化.