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如图,已知P0=76cmHg,U形管左端封闭,右端开口,竖直管长为50cm,水平管长20cm,管子粗细均匀.有一段8cm长水银封住长为30cm的空气柱,现将开口端接上抽气机,使其压强缓缓降到34cmHg,求原U形管左端被封闭气柱的长,设温度不变.
分析:求出左端封闭气体初状态的压强和体积,确定出末状态的气体的压强,根据玻意耳定律求出左端气体的长度.
解答:解:P1=(P0-8)=76-8=68cmHg,V1=30Scm3
由于开口端气压为P′=34cmHg,P′=
1
2
P1(70-60>8,故不用设水银柱一半在水平管、一部分在右端竖直管内)
P2=34cmHg,V2=LScm3   
P1V1=P2 V2             
68×30S=34×LS        
L=60cm                
答:U形管左端被封闭气柱的长度为60cm.
点评:运用理想气体状态方程解题时,需搞清研究的气体初末状态的压强、体积、温度情况.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,竖直放置且粗细均匀的U形玻璃管与容积为V0=90cm3的金属球形容器连通,用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体,当环境温度为27℃时,U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1=16 cm,水银柱上方空气长h0=20 cm。现在对金属球形容器缓慢加热,当U形玻璃管左侧水银面比右侧水银面高出h2 =24 cm时停止加热,求此时金属球形容器内气体的温度为多少摄氏度?已知大气压P0= 76 cmHg,U形玻璃管的横截面积为S=0.5cm2

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积为V0=90 cm3的金属球形容器连通,用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体,当环境温度为27 ℃时,U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1=16cm,水银柱上方空气柱长h0=20 cm。现在对金属球形容器缓慢加热。(已知大气压p0=76 cmHg,U形玻璃管的横截面积为S=0.5 cm2).求:

当加热到多少摄氏度时,两边水银柱高度在同一水平面上?

当加热到277℃时停止加热(此时右管中还有水银),求此时金属球形容器内U形玻璃管左侧、右两侧水银面的高度差。

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科目:高中物理 来源:2012年粤教版高中物理选修3-3 2.8气体实验定律(Ⅱ)练习卷(解析版) 题型:计算题

粗细均匀的U形管,右端封闭有一段空气柱,两管内水银面高度差为19 cm,封闭端空气柱长度为40 cm,如图所示,问向左管内再注入多少水银可使两管水银面等高?已知外界大气压强p0=76 cmHg,注入水银过程中温度保持不变.

 

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科目:高中物理 来源:2012年河南省十所名校高三阶段性测试(四)理科综合物理试卷(解析版) 题型:计算题

如图所示,竖直放置且粗细均匀的U形玻璃管与容积为V0=90cm3的金属球形容器连通,用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体,当环境温度为27℃时,U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1=16 cm,水银柱上方空气长h0=20 cm。现在对金属球形容器缓慢加热,当U形玻璃管左侧水银面比右侧水银面高出h2 =24 cm时停止加热,求此时金属球形容器内气体的温度为多少摄氏度?已知大气压P0= 76 cmHg,U形玻璃管的横截面积为S=0.5cm2

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

A类题(适合于使用一期课改教材的考生)

如图所示,在上端开口的直立气缸内活塞封闭了一段高为20 cm的气柱,活塞与气缸间的摩擦不计,气缸侧壁通过一个小孔与U形管相连,小孔离气缸底部的高度为18 cm,活塞的厚度与小孔直径相当,U形管内的气体体积忽略不计。已知图示状态时气体的温度为7 ℃,U形管内水银面的高度差h1= 8 cm,大气压强p0 =76 cmHg。

(1)在活塞上添加沙粒,同时对气缸内的气体加热,始终保持活塞的高度不变,此过程缓慢进行,当气体的温度升高到27℃时,U形管内水银面的高度差为多少?

(2)保持上题中添加的沙粒质量不变,让气缸内的气体逐渐冷却,那么当气体的温度低于多少℃时,U形管内的水银面变为一样高?

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