题目内容
【题目】如图所示,玻璃管粗细均匀(粗细可忽略不计),竖直管两封闭端内理想气体长分别为上端30 cm、下端27 cm,中间水银柱长10 cm.在竖直管中间接一水平玻璃管,右端开口与大气相通,用光滑活塞封闭5 cm长水银柱.大气压p0=75 cmHg.
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(1)求活塞上不施加外力时两封闭气体的压强各为多少?
(2)现用外力缓慢推活塞恰好将水平管中水银全部推入竖直管中,求这时上下两部分气体的长度各为多少?
【答案】(1)上下两封闭气体的压强各为70 cmHg、80 cmHg (2)28 cm;24 cm
【解析】
试题分析: (1)上端封闭气体的压强
p上=p0-ph=70 cmHg ①
下端封闭气体的压强
p下=p0+ph=80 cmHg ②
(2)设玻璃管横截面积为S,气体发生等温变化,由玻意耳定律得,对上端封闭气体,p上L上S=p上′L上′S
对下端封闭气体,p下L下S=p下′L下′S
p上′+15=p下′
L上′+L下′=52
联立以上各式解得L上′=28 cm,L下′=24 cm
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