题目内容
如图,截面均匀,长度足够的U型细玻璃管两端都开口,管内两段水银柱封闭着一段空气柱.开始时,空气柱被封闭的在U型管左侧的A、B两点之间,气柱长为15cm,温度为27℃,A点上方的水银柱长为25cm,BC高为5cm,若U型管底边CD长10cm,此时的大气压强为75cmHg.现保持气体的温度不变,从U型管左侧管口处缓慢地再注入25cm长的水银柱,试求稳定时管内的空气柱长度为多少?
某同学解答如下:对AB间的气体,初态时P1=(75+25)cmHg=100cmHg,v1=15Scm3;末态时P2=(75+50)cmHg=125cmHg,v2=LScm3.由玻意耳定律P1v1=P2v2 得到管内空气柱长L=12cm.
请判断该同学的解答是否正确,若不正确,给出正确的解法.
某同学解答如下:对AB间的气体,初态时P1=(75+25)cmHg=100cmHg,v1=15Scm3;末态时P2=(75+50)cmHg=125cmHg,v2=LScm3.由玻意耳定律P1v1=P2v2 得到管内空气柱长L=12cm.
请判断该同学的解答是否正确,若不正确,给出正确的解法.
该同学的解答不正确.正确的解法是:
对AB间的气体,初态时P1=(75+25)cmHg=100cmHg,v1=15Scm3.
由题可知,BE水银柱总长为45cm,左侧管口注入水银柱后,左侧管水银柱长为50cm,因此水银柱BE将全部在右侧管中,则末态时P2=(75+45)cmHg=120cmHg,v2=LScm3.
由玻意耳定律P1v1=P2v2
代入得 100×15S=120×LS
解得:L=12.5cm,即稳定时管内的空气柱长度为12.5cm.
对AB间的气体,初态时P1=(75+25)cmHg=100cmHg,v1=15Scm3.
由题可知,BE水银柱总长为45cm,左侧管口注入水银柱后,左侧管水银柱长为50cm,因此水银柱BE将全部在右侧管中,则末态时P2=(75+45)cmHg=120cmHg,v2=LScm3.
由玻意耳定律P1v1=P2v2
代入得 100×15S=120×LS
解得:L=12.5cm,即稳定时管内的空气柱长度为12.5cm.
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