题目内容
如图所示,两端封闭、粗细均匀的细玻璃管,中间用长为h的水银柱将其分为两部分,分别充有空气,现将玻璃管竖直放置,两段空气柱长度分别为L1,L2,已知L1>L2,如同时对它们均匀加热,使之升高相同的温度,这时出现的情况是:
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A.水银柱上升 B.水银柱下降
C.水银柱不动 D.无法确定
A
解析:假定两段空气柱的体积不变,即V1,V2不变,初始温度为T,当温度升高△T时,空气柱1的压强由p1增至p'1,△p1=p'1-p1,空气柱2的压强由p2增至p'2,△p2= p'2-p2。
由查理定律得:
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因为p2=p1+h>p1,所以△p1<△p2,即水银柱应向上移动。所以正确答案应选A。
小结:这类题目只能按等容过程求解。因为水银柱的移动是由于受力不平衡而引起的,而它的受力改变又是两段空气柱压强增量的不同造成的,所以必须从压强变化入手。
压强的变化由压强基数(即原来气体的压强)决定,压强基数大,升高相同的温度,压强增量就大。同理,若两段空气柱同时降低相同的温度,则压强基数大的,压强减少量大。就本题而言,水银柱将向下移动。
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