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(14分)U形均匀玻璃管,右端封闭,左端开口处有一重力不计、可自由移动的活塞,中间的水银柱将空气分成A、B两部分,其各部分的长度如图所示,活塞的截面积为5.0×10-5m2.当时大气压强cmHg、气温℃时,试求:

(1)A部分气体的压强.

(2)使两部分气体温度均下降到℃,活塞将移动的距离.

 

【答案】

(1)100 cmHg  (2)活塞下降距离s=6cm.

【解析】(1)右端气体 pA =p0+ρgh=(75+25)cmHg=100 cmHg 

 

(2)左端气柱等压变化,T1=360K,VB=4s,T2=270K.

,            

代人数据得VB'=3s,   气柱长3cm. 

设右端汞柱上升xcm,则左侧汞柱下降xcm,

右端气柱p1=100cmHg,T1=360K,VA=30s,

T2=270K,VA'=(30-x)s,p2=(100-2x)cmHg.

     

代人数据100×30/360=(100-2x)(30-x)/270,x2-80x+375=0,

得x1=5,x2=75(不合题意舍去).

∴ 活塞下降距离s=6cm.

本题考查气体状态方程,以右端气体为研究对象,由压强平衡可求出气体A压强,右端气体做等压变化,根据气体状态方程,找到初末状态参量列式求解

 

练习册系列答案
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U形均匀玻璃管,右端封闭,左端开口处有一重力不计、可自由移动的活塞,中间的水银柱将空气分成A、B两部分,其各部分的长度如图所示,活塞的截面积为5.0×10-5m2.当时大气压强p0=75cmHg、气温t0=87℃时,试求:
(1)A部分气体的压强.
(2)使两部分气体温度均下降到t1=-3℃,活塞将移动的距离.

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(1)A部分气体的压强.
(2)保持气体温度不变,用细杆向下推活塞,至管内两边汞柱高度相等,此时A部分气体压强?细杆对活塞的推力大小.
(3)若不用外力推动活塞,而使两部分气体温度均下降到t1=-3℃,活塞将移动的距离.

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(1)A部分气体的压强.
(2)使两部分气体温度均下降到t1=-3℃,活塞将移动的距离.

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