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  • （2014?静安区一模）如图所示，U形管右管内径为左管内径的√2倍，管内水银在左管内封闭了一段长为26cm、温度为280K的空气柱，左右两管水银面高度差为36cm，大气压为 76cmHg．现向右管缓慢补充水银．（1）若保持左管内气体的温度不变，当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为多大？（2）在（1）条件下，停止补充水银，若给左管的气体加热，使管内气柱长度恢复到26cm，则左管内气体的温度为多少？试题及答案-解答题-云返教育

      • 试题详情

      （2014?静安区一模）如图所示，U形管右管内径为左管内径的
      √2
      倍，管内水银在左管内封闭了一段长为26cm、温度为280K的空气柱，左右两管水银面高度差为36cm，大气压为 76cmHg．现向右管缓慢补充水银．
      （1）若保持左管内气体的温度不变，当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为多大？
      （2）在（1）条件下，停止补充水银，若给左管的气体加热，使管内气柱长度恢复到26cm，则左管内气体的温度为多少？

      试题解答

      见解析
      解：（1）对于封闭气体有：P1=76-36=40cmHg，V1=26S1cm3
      由于气体发生等温变化，由玻意耳定律可得：P      1V1=P2V2 V2=20S1cm3
      　　　　　　　　　　　　　　　　　　得：      P2=
      P1V1
      V2
      =
      40×26S1
      20S2
      =52cmHg


      （2）2）P      2=P0-h2=76-52=24cmHg，两侧水银面高度差是24cm；
      U形管右管内径为左管内径的
      √2
      倍，则管右侧面积是左侧面积的2倍，为2S，
      空气柱L      3=26cm，则左管水银面下降的高度为L3-L2=26-20cm=6cm，水银的体积不变，
      左侧水银面下降6cm，右侧管的横截面积是左侧横截面积的2倍，则右侧水银面上升3cm，
      左右两侧水银面高度差h      3=24-6-3=15cm，气体压强P3=P0-h3=76-15=61cmHg
      由查理定律得：
      P1
      T1
      =
      P3
      T3
      解得T3=
      P3T1
      P1
      =
      61×280
      40
      =427K．
      答：（1））当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为52cmHg
      （2）使管内气柱长度恢复到26cm，则左管内气体的温度为427K
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      选修3-3鲁科版解答题高中物理

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