题目内容

竖直放置的导热U形管左管内径为右管内径的2倍，左端开口，右端封有一定质量的理想气体，温度为7℃．当大气压强p=75cmHg时，管内液面高度差为40cm（如图所示），此时气柱长40cm．右管水银面下25厘米处的B点原有一只小钉穿在B孔中．今将钉子拔出，待环境温度变为27℃且管内水银面稳定时，则管内封闭气柱的长度为    cm，管内新产生的空气柱的长度为    cm．
【答案】分析：能够进行受力分析，运用平衡知识解决问题．
根据气体状态方程和已知的变化量去计算其它的物理量．
解答：解：当大气压强p=75cmHg时，管内液面高度差为40cm，
所以右端上部气柱压强P1=35cmHg 
体积V1=40S   温度T1=7+273=280K
 今将钉子拔出，P2=P-25=50cmHg      T2=27+273=300K
根据气体状态方程得：
=
得V2=30S     
所以管内封闭气柱的长度为30cm．
右管下面的40cm下一半有15cm，因为此处P=P  所以左右水银面平齐．
∵r左=2r右∴S左=4S右 
∴15cm平分高度到两边得右边为3cm
∴管内新产生的空气柱的长度为80-30-25-3=22cm．
故答案为：30，22．
点评：能用静力学观点确解决各处压强的关系．
要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化．
练习册系列答案
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（2011?徐汇区模拟）竖直放置的导热U形管左管内径为右管内径的2倍，左端开口，右端封有一定质量的理想气体，温度为7℃．当大气压强p0=75cmHg时，管内液面高度差为40cm（如图所示），此时气柱长40cm．右管水银面下25厘米处的B点原有一只小钉穿在B孔中．今将钉子拔出，待环境温度变为27℃且管内水银面稳定时，则管内封闭气柱的长度为
30
30
cm，管内新产生的空气柱的长度为
22
22
cm．
（1）如图所示，一导热性良好的气缸竖直放置于恒温的环境中，气缸内有一质量不可忽略的水平活塞，将一定质量的理想气体封在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，气缸不漏气，整个装置处于平衡状态．活塞上放置一广口瓶，瓶中盛有一定量的酒精．经过一段较长时间后，与原来相比较
A．气体放热，分子间平均距离增大，压强增大
B．气体内能不变，分子平均距离减小，压强不变
C．气体分子热运动动能增大，分子平均距离增大，压强减小
D．气体分子热运动平均动能不变，气体吸热，压强减小
（2）如图所示，粗细均匀的U形管，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长L=15cm的理想气体，当温度为27°C时，两管水银面的高度差△h=3cm．设外界大气压为1.0×105Pa（即75cmHg）．则：
①若对封闭气体缓慢加热，为了使左、右两管中的水银面相平，温度需升高到多少°C？
②若保持27°C不变，为了使左、右两管中的水银面相平，需从右管的开口端再缓慢注入的水银柱高度h应为多少？
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竖直放置的导热U形管左管内径为右管内径的2倍，左端开口，右端封有一定质量的理想气体，温度为7℃．当大气压强p0=75cmHg时，管内液面高度差为40cm（如图所示），此时气柱长40cm．右管水银面下25厘米处的B点原有一只小钉穿在B孔中．今将钉子拔出，待环境温度变为27℃且管内水银面稳定时，则管内封闭气柱的长度为______cm，管内新产生的空气柱的长度为______cm．
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竖直放置的导热U形管左管内径为右管内径的2倍，左端开口，右端封有一定质量的理想气体，温度为7℃．当大气压强p=75cmHg时，管内液面高度差为40cm（如图所示），此时气柱长40cm．右管水银面下25厘米处的B点原有一只小钉穿在B孔中．今将钉子拔出，待环境温度变为27℃且管内水银面稳定时，则管内封闭气柱的长度为    cm，管内新产生的空气柱的长度为    cm．

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