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设初始左、右两臂水银面高度差为h,倒转后空气柱仍在左臂,
由玻意耳定律得:(750+h)×150S=(750-h-2x)(150+x)S,
整理得:2x2+(h-450)x+300h=0.当△=b2-4ac≥0时,方程有实数解,即
(h-450)2-4×2×300h≥0
解得:h≤62.5mm,
即:只有当两臂水银面高度差小于或等于62.5mm时,倒转后空气柱才可能仍留在左臂.
由题意知,开始时水银面高度差为100mm>62.5mm,因此,U型管倒转后空气柱会进入右臂.
设倒转后,水银柱已全部进入右臂如图所示,
末状态变为:V2=(250+y)Sp2=(750-30)=450(mmHg)
由玻意耳定律得:850×150S=450×(250+y)S,
解得:y=33.3mm,空气柱的长度为:L=250+33.3=283.3mm≈28.3cm;
故选:A.
点评:
本题考点: 理想气体的状态方程.
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出空气柱的长度.解题时求出倒转后空气柱进入右管的空气柱的临界长度是正确解题的关键,也是本题的难点所在.
1年前
你能帮帮他们吗