题目内容

如图为用来测量某种易溶于水的不规则的轻矿石的密度,测量步骤如下:
①打开开关K,使管AB与钟罩C和大气相通,这时上下移动盛有水银的连通器D,使水银面在n处;
②关闭K,升起D,使水银面到达m处,这时连通器中的两管内水银面高度差h1=15.2cm.
③打开K,把264克矿物投入C中,移动D,使水银面在n处;④关闭K,上举D,使左端水银面又到m处,这时两管中的水银面高度差h2=24.0cm.
已知大气压强为760mmHg,钟罩和管AB(到达m处)的体积为V=103cm3,设测量过程等温,求矿石的密度.
分析:通过被封闭气体的等温变化,求出矿石的体积,即可求得矿石的密度.
解答:解:设m至n的体积为△V,矿石的体积为V0
不放矿石时,初态:P1=P0,V1=V+△V
末态P2=P0+h1,V2=V
由P1V1=P2V2
P0(V+△V)=(P0+h1)V    ①
放矿石时,初态P3=P0,V3=V+△V-V0
末态P4=P0+h1,V4=V-V0
由P3V3=P4V4
P0(V+△V-V0)=(P0+h2)(V-V0)   ②
联立以上两式解得V0=
1100
3
cm3

密度ρ=
m
V0
=
264
1100
3
g/cm=0.720g/cm3=720kg/m3

答:矿石的密度为720kg/m3
点评:在这里关键是求出矿石的体积,利用的时气体的等温变化.
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