题目内容
如图所示,粗细均匀,两端开口的U形管竖直放置,管的内径很小,水平部分BC长14 cm.一空气柱将管内水银分离成左右两段.大气压强相当于高为76 cmHg的压强.
(1)当空气柱温度为T0=273 K,长为l0=8 cm时,BC管内左边水银柱长2 cm,AB的管内水银柱长是2 cm,则右边水银柱总长是多少?
(2)当空气柱温度升高到多少时,左边的水银恰好全部进入竖直管AB内?
(3)当空气柱温度为490 K时,两竖直管内水银柱上表面高度各为多少?
答案:
解析:
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答案:(1)6 cm (2)420 K (3)左6 cm 右4 cm 解析:(1)系统平衡,则左、右两侧水银柱竖直部分应等高. 所以右边水银柱总长为 14 cm-(2 cm+8 cm)+2 cm=6 cm. (2)以封闭气体为研究对象,设U管截面积为S 升温前,p1=78 cmHg V1=8S T0=273 K 升温后,p2=80 cmHg V2=12S T2=? 由理想气体状态方程, 代入已知数据得,T2=420 K. 即当空气柱温度升高到420 K时,左边的水银恰好全部进入竖直管AB内. (3)温度从420 K升高到490 K的过程中,为等压变化右边水银面保待不变,其高度为4 cm. 由盖·吕萨克定律: 即 ∴l3=l2 代入已知数据得l3=14 cm 所以左边的水银柱上表面高度为:14 cm-12 cm+4 cm=6 cm |
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