分析 (1)以封闭气体为研究对象,先结合连通器的原理求出初末状态的压强,应用玻意耳定律可以求出气体的长度,再由几何关系即可求出;
(2)在液面上升或下降的过程中,水银的体积保持不变;根据题意求出封闭气体的压强,然后应用理想气体的状态方程求出气体的温度.
解答 解:①封闭气体等温变化,初状态:P1=h0-h,V1=lS,末状态:P2=h0,V2=l′•S
由玻意耳定律:P1V1=P2V2 ①
在左侧的试管中,液面上升的高度:△h=l-l′
进入左侧试管中的水银的体积:△V=△h•S
所以注入右侧的水银的体积:$△{V}_{0}=(h+△h)•\frac{S}{2}+△V$=$(h+3△h)•\frac{S}{2}$
所以在右管中注入水银柱的长度h1=$\frac{△{V}_{0}}{\frac{S}{2}}=h+3(l-l′)$ ②
联立①②得:${h}_{1}=\frac{3hl}{{h}_{0}}+h$
②空气柱的长度为开始时的长度l时,左管水银面下降回到原来的位置,此时右侧的水银比开始时多出了$\frac{3hl}{{h}_{0}}+h$,所以比左侧高$\frac{3hl}{{h}_{0}}$
空气柱的压强:${P}_{3}={P}_{0}+\frac{3hl}{{h}_{0}}$=${h}_{0}+\frac{3hl}{{h}_{0}}$ ③
由$\frac{{P}_{1}}{T}=\frac{{P}_{3}}{T′}$ ④
联立解得:$T′=\frac{{h}_{0}^{2}+3hl}{{h}_{0}({h}_{0}-h)}•T$
答:①若向右管中缓慢注入水银,直至两管水银面相平(原右管中水银没全部进入水平部分),在右管中注入水银柱的长度是$\frac{3hl}{{h}_{0}}+h$;
②在两管水银面相平后,缓慢升高气体的温度至空气柱的长度为开始时的长度l,此时空气柱的温度是$\frac{{h}_{0}^{2}+3hl}{{h}_{0}({h}_{0}-h)}•T$.
点评 根据液体产生的压强的特点求出封闭气体压强,熟练应用玻意耳定律及查理定律即可正确解题;本题的难点是:气体最终状态的压强.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 102cm2 | B. | 104cm2 | C. | 106cm2 | D. | 108cm2 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | △V1<△V2 | B. | △V1=△V2 | ||
C. | △V1>△V2 | D. | 无法比较△V1与△V2大小关系 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 合运动的位移是分运动位移的代数和 | |
B. | 合运动的速度一定比其中一个分速度大 | |
C. | 合运动的时间为分运动时间之和 | |
D. | 合运动就是物体的实际运动 |
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