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(2013?宝鸡三模)粗细均匀的U形管竖直放置,右端封闭,左管内有一个重力和摩擦都不计的活塞,管内水银把气体分隔成A、B两部分.当大气压强为P0=75cmHg、温度为t0=27℃时,管内水银面在同一高度,两部分气体的长度均为L0=20cm.(1)现向上缓慢拉动活塞,使两管内水银面高度差为h=10cm.求活塞上升的高度L;(2)然后固定活塞,对左管气体加热.则当左管内气体温度为多少摄氏度时,方可使右管内水银面回到原来的位置.试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
(2013?宝鸡三模)粗细均匀的U形管竖直放置,右端封闭,左管内有一个重力和摩擦都不计的活塞,管内水银把气体分隔成A、B两部分.当大气压强为P
0
=75cmHg、温度为t
0
=27℃时,管内水银面在同一高度,两部分气体的长度均为L
0
=20cm.
(1)现向上缓慢拉动活塞,使两管内水银面高度差为h=10cm.求活塞上升的高度L;
(2)然后固定活塞,对左管气体加热.则当左管内气体温度为多少摄氏度时,方可使右管内水银面回到原来的位置.
试题解答
见解析
解:(1)对B管中气体,发生等温变化,根据玻意耳定律得:PP
0
L
0
=P
B
(L
0
+0.5h)
代入解得,P
B
=60cmHg
此时A管中气体压强为P
A
=P
B
-h=50cmHg
对A管中气体,根据玻意耳定律得:P
0
L
0
=P
A
L
A
,
代入L
A
=30cm
故活塞上升的高度L=L
A
-L
0
+0.5h=15cm
(2)固定活塞,对左管气体加热.对A管中气体,根据理想气体状态方程得
P
0
L
0
T
0
=
P
0
(L
A
+0.5h)
T
代入,得
20
27+273
=
30+5
t+273
解得,t=252℃
答:
(1)现向上缓慢拉动活塞,使两管内水银面高度差为h=10cm.活塞上升的高度L是15cm
(2)当左管内气体温度为252摄氏度时,方可使右管内水银面回到原来的位置.
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理想气体的状态方程
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