分析 (1)分别求出封闭气体初态和末态的压强,由气态方程求解封闭气体温度.
(2)保持57°C不变,为了使左、右两管中的水银面高度差为△h=2cm,需从右管的开口端再缓慢注入(取走)的水银,封闭气体发生等温变化,水银面相平时,封闭气体的压强等于大气压,由玻意耳定律和几何关系求出水银柱高度H.
解答 解:(1)气体的初状态:P1=P0=75cmHg,V1=LS=15Scm3,T1=273+57=330K
当左管液面高出右管△h=2cm时,说明左侧管中的水银面上升1cm,右侧管中的水银面向下下降1cm,此时气体的状态:
P2=P0-△h=75-2=73cmHg;V2=(L-1)S=14Scm3,T2=??
由理想气体的状态方程得:$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$
代入数据整理得:T2≈300K=27℃
(2)Ⅰ:若从右侧管中取走水银,则右侧的水银面降低,则左侧的水银面高,左侧管中的压强:
P3=P0-△h=75-2=73cmHg,
设左侧气体的长度为L3,气体做等温变化,则:
P1V1=P3L3S
将相关的数据代入公式得:L3=15.41cm
所以需要取走的水银柱的长度:△L1=△h+2×(L3-L)=2+(15.41-15)×2=2.82cm
Ⅱ:若在右侧管中注入水银,则右侧的水银面升高,则右侧的水银面高,左侧管中的压强:
P4=P0+△h=75+2=77cmHg
设此时左侧气体的长度为L4,气体做等温变化,则:
P1V1=P4L4S
代入数据整理得:L4=14.61cm
所以需要注入的水银柱的长度:△L2=2+2(L-L4)=2+2×(15-15.61)=2.78cm
答:(i)若让封闭气体缓慢降温,当左管液面高出右管△h=2cm时,气体温度为27摄氏度;
(ii)若温度保持57℃不变,要想使两管液面高度差为△h=2cm,需从右管取走2.82cm,注入水银柱长度2.78cm.
点评 本题考查能用静力学观点确解决各处压强的关系.同时注意研究过程中哪些量不变,哪些量变化,选择合适的气体实验定律解决问题;另外,要注意当两管液面高度差为△h=2cm时,向右侧注入水银与从右侧取走水银时,气体的压强与体积均不同,需要分别计算,不能由遗漏.
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 在Ek-t图中应有t4-t3>t3-t2>t2-t1 | |
B. | 粒子只在电场中获得动能 | |
C. | 粒子只在磁场中获得动能 | |
D. | 要想粒子获得的最大动能增大,可增加D形盒的半径 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | “嫦娥二号”卫星所在位置的重力加速度比“嫦娥一号”所在位置的重力加速度大 | |
B. | “嫦娥二号”卫星在图示轨道上运行时的加速度大于月球表面的重力加速度 | |
C. | “嫦娥二号”卫星绕月球运行的动能小于“嫦娥一号”卫星绕月球的动能 | |
D. | “嫦娥一号”卫星在绕月轨道上经过加速变轨可达到“嫦娥二号”的绕月轨道 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | I变大 | B. | I变小 | C. | U变大 | D. | U变小 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 甲物体的速度均匀增大 | B. | 乙物体受到的合外力一定不为零 | ||
C. | 丙物体受到的合外力可能为零 | D. | 丁物体的加速度与速度方向相同 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 适当增大电流 | B. | 使磁场反向 | ||
C. | 保持电流I不变,适当增大B | D. | 使电流I反向 |
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com