题目内容

【题目】如图所示,在长/=57 cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直细玻璃管内,用5 cm高的水银柱封闭着l1=50 cm长的理想气体,管内外气体的温度为51℃。(大气压强po=76 cmHg,sin 53°=0.8)

①现将玻璃管缓慢倾斜至与水平面成53。角,求此时管中气体的长度。

②在第一问的基础上,若将管内水银柱取走1 cm,再缓慢对玻璃管加热升温至多少时,管中水银柱上表面恰好与管口相齐?

【答案】(1)50.625cm(2)

【解析】

(1)现将玻璃管缓慢倾斜,气体的压强减小,求出气体的状态参量,然后根据玻意耳定律求出气体的长度;

(2)当水银柱上表面与管口相平,设水银柱的高度为H,由理想气体的状态方程即可求出结果。

(1)设玻璃管的横截面积为S,初态时,管内气体的温度为:T1=324K,体积为:V1=50S,压强为:p1=81cmHg。

当玻璃管倾斜至与水平面成53°角时,管内气体的压强为:p2=(76+5sin53°)cmHg,体积为:V2=lS

由玻意耳定律得:p1V1=p2V2

代入数据解得:l=50.625cm;

(2) 设温度升至T3时,水银柱长为4cm,管内气体的体积为V3=53S,压强为p3=(76+4sin53°)cmHg

由理想气体状态方程得:

代入数据解得:T3=335.8K,即t=62.8

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