题目内容
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m |
q |
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g |
①活塞的重力.
②现在活塞上添加沙粒,同时对气缸内的气体加热,始终保持活塞的高度不变,此过程缓慢进行,当气体的温度升高到37℃时,U形管内水银的高度差为多少?
分析:(1)封闭气体的压强可以以活塞为研究对象求出,也可以根据水银柱求出,即封闭气体的压强P=P0+
,又有P=P0+ρgh1,联立解得活塞的重力.
(2)活塞的高度不变,U形管内的气体体积忽略不计,则气缸内气体发生等容变化,根据查理定律求解U形管内水银的高度差.
G活 |
S |
(2)活塞的高度不变,U形管内的气体体积忽略不计,则气缸内气体发生等容变化,根据查理定律求解U形管内水银的高度差.
解答:解:①以活塞为研究对象,根据平衡条件:P0S+G活=PS,则P=P0+
,
又有P=P0+ρgh1,
即:p0+
=p0+ρgh1,
得:G活塞=ρgh1S=13.6×103×10×0.05×0.01N=68N.
②气缸内的气体近似做等容变化.
初状态:P=P0+ρgh1;温度为T1,
末状态:P=P0+ρgh2;温度为T2,
由查理定律:
=
可得h2=0.134 m.
答:(1)活塞的重力是68N.
(2)当气体的温度升高到37℃时,U形管内水银的高度差为0.134m.
G活 |
S |
又有P=P0+ρgh1,
即:p0+
G活塞 |
S |
得:G活塞=ρgh1S=13.6×103×10×0.05×0.01N=68N.
②气缸内的气体近似做等容变化.
初状态:P=P0+ρgh1;温度为T1,
末状态:P=P0+ρgh2;温度为T2,
由查理定律:
p0+ρgh1 |
T1 |
p0+ρgh2 |
T2 |
可得h2=0.134 m.
答:(1)活塞的重力是68N.
(2)当气体的温度升高到37℃时,U形管内水银的高度差为0.134m.
点评:本题是气体问题,确定气体状态作何种变化是关键,要充分挖掘隐含的条件进行分析.
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