题目内容

两端封闭、粗细均匀的玻璃管竖直放置,其内封闭着一定质量的空气,被一段水银柱分为上、下两部分,如图所示,为使空气柱L1的长度增大,则应使(  )
分析:由图示确定两部分气体压强间的关系,然后应用理想气体状态方程分析答题.
解答:解:设水银柱的高度为h,由图示可知,两部分气体压强间的关系为p2=p1+h,p2>p1
A、如果玻璃管竖直上抛,则玻璃管中的水银处于完全失重状态,下部气体压强变小,气体温度不变,由理想气体状态方程可知,下部气体体积变大,水银柱向上移动,空气柱L1的长度减小,故A错误;
B、如果环境温度降低,设降低的温度为△T,假设水银柱不动,则气体体积不变,对封闭且,由查理定律得:
P
T
=
P′
T-△T
,P′=
T-△T
T
P,气体压强的变化量△P=P-P′=
△T
T
P,由于P2>P1,则△P2>△P1,即下半部分气体压强减小量大,水银柱受到的合力向下,水银柱向下移动,空气柱L1的长度增大,故B正确;
C、如果玻璃管水平放置,下部气体压强变小,体积变大,水银柱向上移动,空气柱L1的长度减小,故C错误;
D、如果玻璃管匀减速下降,玻璃管处于超重状态,管中的水银处于超重状态,下部气体压强变大,气体温度不变,由理想气体状态方程可知,下部气体体积变小,水银柱向下移动,空气柱L1的长度增大,故D正确;
故选BD.
点评:本题考查了气体体积变化情况,根据题意、应用气态方程进行分析,可以正确解题.
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