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如图(甲)所示为一下粗上细且上端开口的薄壁玻璃管,管内有一部分水银封住密闭气体,上管足够长,图中大小截面积分别为S1=2cm2、S2=1cm2,粗细管内水银长度分别为h1=h2=2cm,封闭气体长度为L=22cm.大气压强为p0=76cmHg,气体初始温度为57℃.求:

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(1)若缓慢升高气体温度,升高至多少开尔文方可将所有水银全部挤入细管内;
(2)若温度升高至492K,液柱下端离开玻璃管底部的距离;
(3)在图(乙)中作出全过程的p-V图象.
(1)由于水银总体积保持不变 设水银全部进入细管水银长度为x
V=h1S1+h2S2=xS2
x=
h1S1+h2S2
S2
=6cm

P1=p0+ρg(h1+h2)=80 cmHg
P2=p0+ρgx=82 cmHg
从状态1到状态2由理想气体状态方程 
p1V1
T1
=
p2V2
T2

代入数据T2=
p2V2T1
p1V1
=369K
(2)从状态2到状态3经历等压过程.
V2
T2
=
V3
T3

设水银下表面离开粗细接口处的高度为yy=
(L+h1)T 3S1-(L+h1)T2S1
T2S2
=16 cm
所以水银下表面离开玻璃管底部的距离h=y+L+h1=40 cm.
(3)根据对应的压强和体积的数据作出p-V图象.

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答:(1)若缓慢升高气体温度,升高至369K方可将所有水银全部挤入细管内;
(2)若温度升高至492K,液柱下端离开玻璃管底部的距离是40 cm;
(3)如图.
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4
4
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15
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闪亮一下后逐渐变暗
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(1)若缓慢升高气体温度,升高至多少开尔文方可将所有水银全部挤入细管内;
(2)若温度升高至492K,液柱下端离开玻璃管底部的距离;
(3)在图(乙)中作出全过程的p-V图象.

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(1)若缓慢升高气体温度,升高至多少开尔文方可将所有水银全部挤入细管内;

(2)若温度升高至492K,液柱下端离开玻璃管底部的距离;

(3)在图(乙)中作出全过程的p-V图像。

 


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科目:高中物理 来源:2013年上海市徐汇区高考物理二模试卷(解析版) 题型:解答题

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(1)若缓慢升高气体温度,升高至多少开尔文方可将所有水银全部挤入细管内;
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(3)在图(乙)中作出全过程的p-V图象.

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