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如图所示,导热性能良好粗细均匀两端封闭的细玻璃管ABCDEF竖直放置.AB段和C...

如图所示,导热性能良好粗细均匀两端封闭的细玻璃管ABCDEF竖直放置.AB段和CD段装有空气,BC段和DE段为水银,
EF段是真空,各段长度相同,即AB=BC=CD=DE=EF,管内AB段空气的压强为p,环境温度为T.
(1)若要使DE段水银能碰到管顶F,则环境温度至少需要升高到多少?
(2)若保持环境温度T不变,将管子在竖直面内缓慢地旋转180°使F点在最下面,求此时管内两段空气柱的压强以及最低点F处的压强.

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(1)环境温度升高,CD、BA两段气体都等压膨胀,分别对CD段、BA段气体运用盖-吕萨克定律列方程,并结合后来两部分气体长度之和等于EF+CD+BA. (2)保持环境温度T不变,缓慢地旋转管子,两段气体均发生等温变化,根据玻意耳定律分别对两段气体列方程,并抓住初态时,CD段压强为BA段压强的一半,末态两部分气体总长度为EF+CD+BA. 【解析】 (1)设初状态每段的长度为h,CD段空气柱末状态的长度为hCD     根据等压变化,     对CD段空气柱有              对BA段空气柱有            得T1=1.5T                         (2)设CD段空气柱末状态的长度为hCD,压强为pCD     根据波意耳定律,      对CD段空气柱有        对AB段空气柱有PhS=(PCD-)(3h-hCD)S             得pCD=              pAB=              pF=PCD+= 答:(1)若要使DE段水银能碰到管顶F,则环境温度至少需要升高到1.5T;     (2)此时管内CD段空气柱的压强为,AB段空气柱的压强为,最低点F处的压强为pF=.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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