解题思路:(1)以封闭气体研究对象,找出初末状态的P、V、T,利用理想气体状态方程可求解.(2)保持温度不变,等温变化,利用玻意耳定律可求出末态体积,然后利用几何关系可求解.
(1)封闭气体初态:p1=(75-45)cmHg=30cmHg V1=12.5sT1=273+87K=360K
A对顶部无压力时p2=25cmHgh2′=(75-25)cm=50cm L2=L−
h2′−h2
2=10cm(
由理想气体状态方程得:
P1V1
T1=
P2V2
T2即
T2=
P2V2T1
P1V1=
25×10S×360
30×12.5SK=240K
(2)封闭气体等温变化,有玻意耳定律得:P2L2=P0L3
解得:L3=
P2L2
P0=
25×10
75cm=
10
3cm
注入的水银柱长度为△L=h2′+2(L2−L3)=50+2×(10−
10
3)cm=63.3cm
答:(1)当空气柱的温度为240K时,水银柱A对U形管的顶部没有压力;
(2)空气柱保持(1)中温度不变,在右管中注入63.3cm的水银柱,可以使形管内水银柱B两边液面相平
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: 本题首先要明确气体发生了等温变化,根据玻意耳定律和几何关系求解加入水银的长度是关键.