(2010•上海模拟)如图所示,左端封闭的U形管中,空气柱将水银分为A、B两部分,空气柱的温度t=87°C,长度L=12
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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.

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