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如图所示,粗细均匀的U形管竖直放置,左端封闭,右端开口,左端用水银封闭着长L=1...

manfen5.com 满分网如图所示,粗细均匀的U形管竖直放置,左端封闭,右端开口,左端用水银封闭着长L=10cm的理想气体,当温度为27℃时,两管水银面的高度差△h=2cm.设外界大气压为1.0×105Pa(即75cmHg).为了使左、右两管中的水银面相平,求:
(ⅰ)若对封闭气体缓慢加热,温度需升高到多少℃?
(ⅱ)若温度保持27℃不变,需从右管的开口端再缓慢注入多少高度的水银柱?
(i)分别求出封闭气体初态和末态的压强,由气态方程求解封闭气体温度需升高多少. (ii)保持27°C不变,为了使左、右两管中的水银面相平,需从右管的开口端再缓慢注入的水银,封闭气体发生等温变化,水银面相平时,封闭气体的压强等于大气压,由玻意耳定律和几何关系求出水银柱高度h. 【解析】 (ⅰ)对于封闭气体: 初态:P1=P-△h=75-2=73(cmHg),V1=LS=10S,T1=300K; 末态:P2=P=75cmHg,V2=(L+0.5△h)S=12s,T2=?; 根据理想气体状态方程: 代入数据,从中求得T2=339K,t2=T2-273=66℃ (ⅱ)气体作等温变化, P3=P=75cmHg,V3=L3S 根据玻意耳定律:P1V1=P3V3     代入数据73×10=75×L3,从中求得L3=9.73 cm,即闭管水银柱上升了0.27cm, 所需注入的水银柱长为H=(2+2×0.27)cm=2.54cm 答:(ⅰ)若对封闭气体缓慢加热,温度需升高到66℃; (ii) 若温度保持27°C不变,需从右管的开口端再缓慢注入2.54cm高度的水银柱.
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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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