如图所示，一根横截面积是S=1cm2的直管，两端开口，竖直插入水银槽中．有两个质量都是m=20g的活塞A、B，在管中封闭
1个回答
解题思路：分别对上下两部分的理想气体进行状态分析，根据压强可得知初末状态时管内水银面与管外水银面的高度差，可求得施加拉力后水银进入管内的高度．利用波意耳定律分别求出施加拉力后的两部分气体的长度，即可得知活塞A上升的距离．
（1）对上部气体进行状态分析有：
初状态：P1=P0+[mg/s]=1.02×105Pa V1=L0S
末状态：P1′=P0+
mg
S−
F
S=0.60×105Pa V1′=L1′S
解得：L1′＝
P1L0
P1′=17.0cm
对下部气体进行状态分析有：
P2＝P0+
2mg
S＝1.04×105Pa V2=L0S
P2′＝P1′+
mg
S＝0.62×105Pa V2′=L2′S
解得：L2′＝
P2L0
P2′=16.8cm
初状态时管中排开的水银柱高为h1，则有：
h1＝
p2−P0
ρg＝3.0cm
末状态时进入管中的水银的高为h2．则有：
h2＝
p0−P2′
ρg＝27.9cm
则进入管中的水银柱的高度△h=h1+h2=30.9cm
（2）活塞A上升的高度为：
△L=L1′+L2′+△h-2L0=44.7cm
答：（1）有30.9cm高的水银柱进入管内；
（2）活塞A上升的距离为44.7cm．
点评：
本题考点： 理想气体的状态方程．
考点点评： 该题是一道考查灵活应用波意耳定律的题，解题步骤为首先确定气体的状态，分析状态参量，根据公式列式求解．正确确定被封闭气体的压强是解题的关键．
相关问题
