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如图所示为竖直放置的、由粗细不同的两种均匀的玻璃管组成的U形管,细管的横截面积是...

如图所示为竖直放置的、由粗细不同的两种均匀的玻璃管组成的U形管,细管的横截面积是粗管横截面积的一半,管内有一段水银柱,左管上端封闭,左管内气体柱长为30cm,右管上端开口与大气相通,管内水银面A、B、C之间的高度差均为h,且h长为4cm.气体初始温度为27℃,大气压强p为76cmHg,求:
(1)当左侧细管中恰好无水银柱时,管内的气体压强;
(2)当左右两管水银面相平时,气体的温度.

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(1)连续的水银柱的同一高度,压强相等;连续的水银柱内高度相差h的液面的压强差为ρgh; (2)先求解出封闭气体的气压和体积,然后理想气体状态方程列式求解. 【解析】 (1)设左侧细管横截面积为S,左管内水银柱下降4cm,则右侧上升h1, 由液体不可压缩性:4×S=2S×h1 h1=2cm 所以管内的气体压强P′=P-ρgh+ρgh1=76-4+2=74cmHg (2)当左右两管水银面相平时,由(1)可知,两水银面在B下方1cm处, 初状态:气压P1=P-ρgh=76-2×4=68cmHg    体积V1=l1×S=30S 末状态:气压P2=P=76cmHg                体积V2=(l1+4)×S+1×2S=36S 由 带入数据 得到气体温度T2=402.4K 答:(1)当左侧细管中恰好无水银柱时,管内的气体压强为74cmHg; (2)当左右两管水银面相平时,气体的温度为402.4K.
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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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