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可以求得p''B=(800+60)=860(mmHg)

对B气体;初态为竖直尚未插入,未态为已经插入后

p'BV'B=p''BV''B

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对B气体:l'B=(140×2-152)=128(mm)

p'B=p0=760(mm)

第二个过程:当玻璃管插入水银槽后

对A气体:pA?VA=p''AV''A

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H=[(140+140)-(133+123.72)]=23.28(mm)

【错解原因】初看上述解题过程似乎没有问题,实际上,认真分析解题的全过程不难发现,在玻璃管竖直倒立的过程中,当其还未插入水银槽内时,水银受重力作用要下降,故封闭端空气柱变长,开口端空气柱变短,说明开口端有空气溢出,即B部分气体质量减少(不是定质量)。这部分研究对象的质量发生了变化,但如仍草率地认为初态水平,末态竖直插入的这两个状态是质量不变,而应用玻马定律,固而造成上述失误。

【分析解答】把全过程分为两个过程看待。

第一个过程:从水平到竖直尚未插入

对A气体:pAVA=p'AV'A

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则进入玻璃管中的水银柱长H=(lA+lB)-(l'A+l'B

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对于B气体:pBVB=p'BV'B 因为p'B=p'A+h=800+60=860(mmHg)

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【错解】以水平放置作为初态,以竖直插入水银槽后作为末态,分别对A,B两部。分气体应用玻意耳定律

对A气体:pAVA=p'A?V'A

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例10  一端封闭一端开口,内径均匀的直玻璃管注入一段60mm的水银柱,当管水平放置达到平衡时,闭端空气柱长140mm,开口端空气柱长140mm,如图7-16所示。若将管轻轻倒转后再竖直插入水银槽内,达到平衡时,管中封闭端空气柱A长133mm,如图7-17所示(设大气压强为1.01325×105Pa(760mmHg),温度保持不变),求槽中水银进入管中的长度H=?

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【评析】气态方程及气体实验定律都只适用于质量一定的理想气体,但对于质量变化的问题,我们只要巧妙地选取研究对象,便可将变质量问题转化为定质量问题,这是一种处理问题的重要方法。

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同步练习册答案