如图所示的粗细均匀薄壁U型管,左管上端封闭,右管开口且足够长.内装密度为ρ的某种液体.右管内有一轻 加热前左管和右管气体的压强、体积、温度都相同,分别为P0、V0、T0;加热后二者的温度还相同,设为T,右管的体积设为V1,压强还是P0,左管的体积为V2,压强为P2,对右管气体,有:P0V0T0=P0V1T ①对左管气体,有:P0V0T0=P2V2T ②设管的横截面积为S,加热后右管空气柱长度为H,由题意知:V0=LSV1=HSV2=(L+h)SP2=P0+2ρgh联立以上式子得:T=(P0+2ρgh)(L+h)T0P0LH=(P0+2ρgh)(L+h)P0答:当左管内液面下降h时,管内气体温度为(P0+2ρgh)(L+h)T0P0L,此时右管内空气柱长度为(P0+2ρgh)(L+h)P0.如图均匀的薄壁U型管,左管上端封闭,右管开口器足够长,管内水银柱封住A部分气体,当A部分气体的温度为300K时,左、右两管内水银面等高,A气柱的长度L=10cm,大气压强为75cmHg. (1)气体初状态参量:p1=p0=75cmHg,V1=LS=10S,T1=300K,末状态状态参量:p2=p0+h=75+2×2.5=80cmHg,V2=L′S=12.5S,由理想气体状态方程得:p1V1T1=p2V2T2,代入数据解得:T2=400K;(2)气体状态参量:p2=80cmHg,V2=L′S=12.5S,V3=LS=10S,气体发生等温变化,由玻意耳定律得:p2V2=p3V3,解得:p3=100cmHg,两管内水银柱的高度差:h=100-75=25cm,注入水银的高度:H=25-2.5×2=20cm;答:(1)现使A气柱的温度缓慢升高,当温度升高到400K时,左管水银面下降2.5cm.(2)如果保持升高后的A内气体的温度不变,在右管内加入20cm长的水银,可以使A管的水银面重新回到原位置.如图所示的粗细均匀薄壁U型管,左管上端封闭,右管开口且足够长.温度为t 设玻璃管横截面积为Scm2,以右管上端封闭的空气柱为研究对象.气压:P1=P0+h1=76+4cmHg=80cmHg,p2=76-4=72cmHg体积:V1=40?Scm3,V2=(40-4)?S=36Scm3温度:T1=273十27=300K根据理想气体状态方程:P1V1T1=P2V2T2代入数据解得:T2=P2V2P1V1T1=72×3680×40×300K=243K即管内气体温度为t2=T2-273℃=243-273℃=-30℃答:管内气体温度t2为-30℃=76cmHg.现使整个装置缓慢升温,当下方水银的左右液面高度相差△l=10cm后,保持温度不变,在右管中再缓慢注入水银,使A中气柱长度回到15cm.求: ①缓慢升温过程中,对A气体,初状态:V1=l1S,p1=p0+h,末状态:V2=(l1+12△l)S,p2=p0+h+12△l,由理想气体状态方程得:p1V1T1=p2V2T2,代入数据解得:T2=450K;②对A气体,初末状态体积相同时,T3=T2,p3=p0+h+△h,由查理定律得:p1T1=p3T3,代入数据解得:△h=40cm;答:①升温后保持不变的温度是450K;②右管中再注入的水银高度是40cm.如图均匀薄壁U形管,左管上端封闭,右管开口且足够长,管的截面积为S,内装有密度为r的液体。右管内有一 (1)P 0+(2)T 0(1+)(3)(P 0+rgL)试题分析:(1)活塞刚离开卡口时,对活塞mg+P 0 S=P 1 S 得 P 1=P 0+(2)两侧气体体积不变 右管气体=得 T 1=T 0(1+)(3)左管内气体,V 2=S P 2=P 0+rgL应用理想气体状态方程得 T 2=(P 0+rgL)
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