(2012全國國中應用物理知識競賽複賽)雙活塞氣壓計是一種可以消除活塞自重影響、對低壓'容器內的壓強進行測量的...
問題詳情:
(2012全國 國中應用物理知識競賽複賽)雙活塞氣壓計是一種可以消除活塞自重影響、對低壓'容器內的壓強進行測量的裝置。如圖3所示,在*、乙兩個空腔容器中各有一個活塞A和B,其中活塞A的截面上下一致,稱為自由活塞,其橫截面積為S1;活塞B的上下截面不等,稱為差動活塞,其上下兩部分的橫截面積分別為S2和S3。乙容器的上、下兩部分彼此隔絕,不能相互滲氣、滲油。C為帶有閥門K1的工作液體的介面,工作液體充滿*容器和乙容器的上部空腔;D為帶有閥門K2的介面,可接待測容器;E為帶有閥門K3的介面,可與抽氣機相連。測量前要先校正零位平衡:K1關閉, K2開啟,D口不連線待測容器,在兩活塞上面放置砝碼(圖中未畫出),調節砝碼的質量使兩活塞升起的高度相同。進行測量時,要將待測量的容器接在D口上,並關閉K2、開啟K3,開動抽氣機進行抽氣,待乙容器下部空腔內接近真空時,關閉K3、開啟K2,此時差動活塞B己有所下降,在自由活塞A上再加放重為G的砝碼時,A、B兩活塞的上表面恰好能恢復等高。 己知進行測量時大氣壓強為p0 ,求待測容器內氣體的壓強p。根據帕斯卡定律可知:加在密閉液體上的壓強能夠大小不變地被液體向各個方向傳遞。
【回答】
在自由活塞A上再加放重為G的砝碼時,A活塞對工作液體增加的壓強為
。 2分
根據帕斯卡定律,工作液體對活塞B向上增加的壓力為。……………4分
又因為活塞B下底面向上減小的氣體壓力為。
因為活塞B能夠回到原來的高度,所以。……4分
即
所以待測容器內的氣體壓強為…4分
知識點:物理競賽
題型:計算題
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