题目内容
8.如图所示,两端封闭的试管竖直放置,中间一段24cm的水银柱将气体分成相等的两段,温度均为27℃,气柱长均为22cm,其中上端气柱的压强为76cmHg.现将试管水平放置,求:①水银柱如何移动(向A还是向B移动)?移动了多远?
②保持试管水平,将试管温度均匀升高100℃,那么水银柱如何移动?试管内气体的压强分别多大?
分析 (1)对A、B两部分气体分别运用玻意耳定律列式,求出水平放置时的A、B两部分气体的长度,即可取出移动的距离
(2)可以采用假设法,假设气体不移动,发生等容变化,看两边气体的△p是否相等,如果$△{p}_{A}^{\;}>△{p}_{B}^{\;}$,将向B移动;如果$△{p}_{A}^{\;}=△{p}_{B}^{\;}$,水银柱不移动;如果$△{p}_{A}^{\;}<△{p}_{B}^{\;}$,向A移动,然后对某一部分气体由理想气体状态方程列式求解最终气体的压强;
解答 解:(1)根据玻意耳定律得:
对A:${p}_{A}^{\;}{l}_{A}^{\;}S={p}_{A}^{′}{l}_{A}^{′}S$①
对B:${p}_{B}^{\;}{l}_{B}^{\;}S={p}_{B}^{′}{l}_{B}^{′}S$②
${p}_{B}^{\;}={p}_{A}^{\;}+24$③
${p}_{A}^{′}={p}_{B}^{′}$④
${l}_{A}^{′}+{l}_{B}^{′}=44$⑤
联立以上各式解得:${l}_{A}^{′}=19cm$
即水银柱向A端移动了3cm
(2)假设水银柱不移动,则有$\frac{p}{T}=\frac{△p}{△T}$
$△p=\frac{p}{T}△T$
因为左右压强相等,所以$△{p}_{A}^{\;}=△{p}_{B}^{\;}$
升温前${p}_{A}^{\;}={p}_{B}^{\;}$
所以升温后${p}_{A}^{′}={p}_{B}^{′}$,仍然平衡,水银不移动
对气体A根据理想气体状态方程,有
$\frac{{p}_{A}^{\;}{V}_{A}^{\;}}{{T}_{A}^{\;}}=\frac{{p}_{A}^{′}{V}_{A}^{′}}{{T}_{A}^{′}}$
$\frac{75×22S}{300}=\frac{{p}_{A}^{′}19S}{400}$
解得:${p}_{A}^{′}=115.7cmHg$
答:①水银柱向A端移动了3 cm
②不移动,两边压强均为115.7cmHg
点评 本题考查气体实验定律和理想气体状态方程,第二问用假设法,先假设水银柱不移动,气体等容过程求解,因为水银柱的移动是由于受力不平衡而引起的,而它的受力改变又是两段空气柱压强的增量的不同造成的,必须从压强的变化入手分析.
A. | 电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大 | |
B. | 电源就是产生电荷的装置 | |
C. | 电源的电动势在数值上等于电源在搬运单位电荷时非静电力所做的功 | |
D. | 电源的电动势由电源自身决定,与外电路的组成无关 |
A. | 2次 | B. | 3次 | C. | 4次 | D. | 5次 |
A. | 两质点一定同时由静止开始运动 | B. | 两质点一定从同一位置出发 | ||
C. | t2秒末两质点相遇 | D. | 0~t2秒时间内B质点一定领先A质点 |
A. | 强度大的绿光照射的金属,逸出的光电子的初动能一定大 | |
B. | 两种金属逸出光电子的最大初动能一定相同 | |
C. | 改为用蓝光照射这两种金属肯定还可以发生光电效应现象 | |
D. | 在相同时间内,强度较大的绿光照射的金属逸出的光电子数较多 |
A. | 外界对物体做功,物体的内能一定增加 | |
B. | 将热量传给物体,物体的内能一定改变 | |
C. | 热量可以从低温物体传到高温物体 | |
D. | 机械能可以全部变成内能 |
A. | 战车在运动过程中导师处于失重状态 | |
B. | 战车在运动过程中所受外力始终不变 | |
C. | 战车在倾斜导轨上做匀变速直线运动 | |
D. | 根据题中信息可以估算导师运动的平均速度 |