题目内容
13.竖直平面内有一直角形内径处处相同的细玻璃管,A端封闭,C端开口,AB段处于水平状态,将竖直管BC灌满水银,使气体封闭在水平管内,各部分尺寸如图所示,此时气体温度T1=300K,外界大气压强p0=75cmHg,现缓慢加热封闭气体,使AB段的水银恰好排空,求:(1)此时气体温度T2;
(2)此后再让气体温度缓慢降至初始温度T1,气柱的长度L3多大.
分析 (1)在AB段液柱排空的过程中气体是恒压变化过程,由盖-吕萨克定律即可求解此时气体的温度;
(2)初末状态温度相等,求出初末状态气体的压强和体积,根据玻意耳定律即可求解气柱的长度${L}_{3}^{\;}$;
解答 解:以cmHg为压强单位,设玻璃管截面积为S
(1)在AB段液柱排空的过程中气体是恒压变化过程
${L}_{1}^{\;}=19cm$,${L}_{2}^{\;}=25cm$,${T}_{1}^{\;}=300K$
由盖-吕萨克定律得:
$\frac{S{L}_{1}^{\;}}{{T}_{1}^{\;}}=\frac{S{L}_{2}^{\;}}{{T}_{2}^{\;}}$…①
代入数据:$\frac{S•19}{300}=\frac{S•25}{{T}_{2}^{\;}}$
解得:${T}_{2}^{\;}=394.7K$…②
(2)当温度又降为室温时,${T}_{2}^{\;}=300K$,设最终气体长度为${L}_{3}^{\;}$,与开始时的状态相比是做恒温变化过程,此时BC管中液柱长${h}_{3}^{\;}={L}_{3}^{\;}$…③
气体压强为:
${p}_{3}^{\;}=(75+{L}_{3}^{\;})cmHg$…④
又开始时气体压强为:
${p}_{1}^{\;}=(75+25)cmHg=100cmHg$
由玻意耳定律得:
${p}_{3}^{\;}S{L}_{3}^{\;}={p}_{1}^{\;}S{L}_{1}^{\;}$…⑤
代入数据求得${L}_{3}^{\;}=20cm$…⑥
答:(1)此时气体温度${T}_{2}^{\;}$为394.7K;
(2)此后再让气体温度缓慢降至初始温度T1,气柱的长度${L}_{3}^{\;}$为20cm
点评 本题关键是分析清楚气体状态变化过程、求出气体的状态参量是解题的前提与关键,应用盖-吕萨克定律和玻意耳定律可以解题.
A. | t1=t2=t3 | B. | t1>t2>t3 | C. | t1=t2>t3 | D. | t1<t2<t3 |
A. | 波尔大胆提出假设,认为实物粒子也具有波动性 | |
B. | 放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 | |
C. | 金属的极限波长越长,越不容易发生光电效应 | |
D. | 用能量等于氘核结合能的光子照射静止氚核,可以使氘核分解为一个质子和一个中子 |
A. | 对接前,“天舟一号”欲追上“天宫二号”,可以在较低轨道上点火加速 | |
B. | 对接后,“天舟一号”组合体的运行周期大于地球同步卫星的周期 | |
C. | 对接后,“天舟一号”组合体的速度小于第一宇宙速度 | |
D. | 对接后,“天舟一号”内的货物不在受地球的引力作用 |
A. | 若改用红光照射光电管,一定不会发生光电效应 | |
B. | 若照射的黄光越强,饱和光电流将越大 | |
C. | 若用频率更高的光照射光电管,则光电管中金属的逸出功越大 | |
D. | 若改用蓝光照射光电管,图象与横轴交点在黄光照射时的右侧 |