(2018·全國卷Ⅲ)在兩端封閉、粗細均勻的U形細玻璃管內有一段水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當U形管...
問題詳情:
(2018·全國卷Ⅲ)在兩端封閉、粗細均勻的U形細玻璃管內有一段水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當U形管兩端豎直朝上時,左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左邊氣體的壓強為12.0 cmHg。現將U形管緩慢平放在水平桌面上,沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形管平放時兩邊空氣柱的長度。在整個過程中,氣體溫度不變。
【回答】
22.5 cm 7.5 cm
【解析】:設U形管兩端豎直朝上時,左、右兩邊氣體的壓強分別為p1和p2,由力的平衡條件有
p1=p2+(l1-l2)
U形管水平放置時,兩邊氣體壓強相等,設為p。此時原左、右兩邊氣柱長度分別變為l1′和l2′,顯然原左邊氣柱的長度將增加,右邊則減小,且兩邊氣柱長度的變化量大小相等
l1′-l1=l2-l2′
由玻意耳定律有
p1l1=pl1′
p2l2=pl2′
聯立解得
l1′=22.5 cm,l2′=7.5 cm。
知識點:氣體的等溫變化
題型:計算題
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