(2014•徐汇区二模)如图,在柱形容器中密闭有一定质量气体,一具有质量的光滑导热活塞将容器分为A、B两部分,离气缸底部

(2014•徐汇区二模)如图,在柱形容器中密闭有一定质量气体,一具有质量的光滑导热活塞将容器分为A、B两部分,离气缸底部高为49cm处开有一小孔,与U形水银管相连,容器顶端有一阀门K.先将阀门打开与大气相通,外界大气压等于p0=75cmHg,室温t0=27°C,稳定后U形管两边水银面的高度差为△h=25cm,此时活塞离容器底部为L=50cm.闭合阀门,使容器内温度降至-57°C,发现U形管左管水银面比右管水银面高25cm.求:
(1)此时活塞离容器底部高度L′;
(2)整个柱形容器的高度H.
dancing_barefoot 1年前 已收到1个回答 举报

zhyq0712 幼苗

共回答了26个问题采纳率:80.8% 举报

解题思路:(1)以A中气体为研究对象,找出初末状态参量利用理想气体状态方程列式求解;
(2)以B中气体为研究对象,找出初末状态参量利用理想气体状态方程列式求解;

U形管两边水银面的高度差为△h=25cm
A种气体的压强为:PA1=P0+△h=75+25cmHg=100cmHg
B中为大气,设活塞产生压强为P,由平衡得:P0S+PS=PA1S
解得:P=25cmHg
闭合阀门,容器内温度降低,压强均减小且A处降低较多,活塞下移
设此时表示A种气体的压强为PA2=P0-25=75-25cmHg
由理想气体状态方程得:
PA1LA1S
T1=
PA2LA2S
T2
解得:LA2=
PA1LA1T2
PA2T1=
100×50×(273−57)
50×300cm=72cm>49cm
假设不成立,说明U管表示的应该是B种气体的压强,
PB2=50cmHg
则A种气体压强为:PA2=PB2+P=75cmHg
对A种气体由理想气体状态方程得:
PA1LA1S
T1=
PA2LA2S
T2
代入数据解得:LA2=48cm
活塞离容器底部的高度为:L′=LA2=48cm
(2)对B中气体由理想气体状态方程得:
PB1LB1S
T1=
PB2LB2S
T2
设整个柱形容器的高度H,则
PB1(H−LA1)S
T1=
PB2(H−LA2)S
T2
代入数据解得:H=75cm
答:(1)此时活塞离容器底部高度L′=48cm;
(2)整个柱形容器的高度H=75cm.

点评:
本题考点: 理想气体的状态方程.

考点点评: 本题是理想气体状态方程的应用,关键是第1问中温度降低后U管表示的是A还是B中压强,只要利用假设法对A种气体分析即可判断,从而迎刃而解.

1年前

2
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.070 s. - webmaster@yulucn.com