(2013•太原二模)如图所示,内径均匀的玻璃管长L=100cm,其中有一段长h=15cm的水银柱把一部分空气封闭在管中

(2013•太原二模)如图所示,内径均匀的玻璃管长L=100cm,其中有一段长h=15cm的水银柱把一部分空气封闭在管中.当管竖直开口向上时,封闭气柱A的长度LA=[100/3]cm.现将管以一端为轴在竖直平面内缓慢转过180°至竖直开口向下,之后保持竖直,把开口端向下缓慢插入水银槽中,直至B端气柱长L′B=25cm时为止.已知大气压强P0=75cmHg,整个过程温度保持不变.求此时管内气体A的长度L″A
小胖春 1年前 已收到1个回答 举报

小田ee 幼苗

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解题思路:玻璃管旋转过程封闭气体做等温变化,根据玻意耳定律列方程求解.
把开口端向下缓慢插入水银槽中两部分气体均做等温变化,分别列玻意耳定律方程,联立即可求解.

以封闭气体为研究对象,玻璃管旋转过程做等温变化,
初状态:P1=(P0+h)cmHg,V1=LAS
末状态:P2=(P0-h)cmHg,V2=LA′S
根据玻意耳定律有:
P1V1=P2V2
即:(P0+h)LAS=(P0-h)LA′S
解得:LA′=50cm
此时气柱B的长度为LB
LB=L-LA′-h=35cm
插入水银后,以B部分气体为研究对象,做等温变化,
初状态:压强为P0,体积为LBS;
末状态:压强PB′,体积为LB′S;
根据玻意耳定律有:P0LBS=PB′LB′S…①
以A气体为研究对象,设此时A气体的长度为LA″,此过程A气体做等温变化,
初状态:压强为(P0+h)cmHg,体积为LAS;
末状态:压强为(PB′-h)cmHg,体积为LA″S;
根据玻意耳定律:
(P0+h)LAS=(PB′-h)LA″S…②
联立①②得:LA″=[100/3]cm
答:管内气体A的长度L″A为[100/3]cm.

点评:
本题考点: 理想气体的状态方程.

考点点评: 该题考查了气体的等温变化,解决此类问题的关键是确定气体的状态及状态参量,要特别注意密封气体的水银柱长度的变化.

1年前

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