如圖所示，粗細(xì)均勻的U形玻璃管中裝有水銀，開口向 上豎直放置A，B兩側(cè)管口等高．厚度不計(jì)且密閉性能良好的橡皮 活塞（帶有拉桿）原來靜止在A管中的C處，在A管中封閉一定質(zhì) 量的氣體，此時B管水銀面比A管水銀面髙出h=10cm，B管管口 比水銀面離出L1=10cm，A管中活塞下方空氣柱長度L2=3.5cm，外界的大氣壓強(qiáng)為P=75cmHg．現(xiàn)將活塞緩慢地往上提，直到A、B兩管水銀面相平為止．上述過程中封閉氣體的溫度保持不變．求：
①活塞在A管內(nèi)向上運(yùn)動的距離
②試判斷封閉氣體在上述過程中是吸熱還是放熱？并簡述原因．

【答案】分析：由玻意耳定律求高度，由幾何關(guān)系即可求活塞上升高度，根據(jù)熱力學(xué)第一定律判斷吸熱或放熱．
解答：解：①設(shè)玻璃管的橫截面積為S，活塞向上提后，在A管內(nèi)向上運(yùn)動的距離為x，空氣柱的長度L，初態(tài)：P1=85cmHg  V1=L2S
末態(tài)：P2=75cmHg  V2=LS
由：P1V1=P2V2
代入數(shù)據(jù)的L≈3.97cm
由題意 知B中水銀面下降5cm，A中水銀面上升5cm
由幾何關(guān)系知：x=L+5-3.5≈5.47cm
②溫度不變，內(nèi)能不變，氣體膨脹對外做功，由熱力學(xué)第一定律得：
Q=△U-W故Q＞0，即氣體吸熱．
答：①活塞在A管內(nèi)向上運(yùn)動的距離5.47cm．
②封閉氣體在上述過程中是吸熱．
點(diǎn)評：本題考查了氣體實(shí)驗(yàn)定律中的玻意耳定律和熱力學(xué)第一定律公式△U=Q+W，注意各物理量的正負(fù)號．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，粗細(xì)均勻的玻璃管，當(dāng)溫度為27℃時，封閉在管內(nèi)的空氣柱AB長為30cm，BC長為10cm，管內(nèi)水銀柱水平部分CD長為18cm，豎直部分DE長為15cm，外界大氣壓強(qiáng)為75cmHg，問：要使水平管內(nèi)沒有水銀柱，溫度至少要升高到多少℃？
現(xiàn)有某同學(xué)的解法如下：
以ABC管中的氣體為研究對象，各狀態(tài)參量如下：p1=（75-15）cmHg=60cmHgV1=（30+10）cm?S=40cm?S（式中S為玻璃管的橫截面）T1=300K．要使水平管內(nèi)沒有水銀柱，則氣體膨脹到D處，這時氣體的狀態(tài)參量如下：p2=（75-15-18）cmHg=42cmHgV2=（30+10+18）cm?S=58cm?S（式中S為玻璃管的橫截面）T2=？
因?yàn)?span id="brl55b5" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
p1V1
T1
=
p2V2
T2
，將上述各已知量代入，可求得T2=304.5K，t2=31.5℃
所以要使水平管內(nèi)沒有水銀柱，溫度至少要升高到31.5℃
已知上述計(jì)算無誤，請問該同學(xué)求得的結(jié)果是否正確？倘若有錯，請求出正確結(jié)果．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?長寧區(qū)一模）如圖所示，粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，左端封閉，右端開口，左端用水銀封閉著長L=10cm的理想氣體，當(dāng)溫度為27℃時，兩管水銀面的高度差△h=2cm．設(shè)外界大氣壓為1.0×105Pa（即75cmHg）．為了使左、右兩管中的水銀面相平，求：
（�。┤魧Ψ忾]氣體緩慢加熱，溫度需升高到多少℃？
（ⅱ）若溫度保持27℃不變，需從右管的開口端再緩慢注入多少高度的水銀柱？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?上海二模）如圖所示，粗細(xì)均勻的U形管，左端封閉，右端開口，左端用水銀封閉著長L=15cm的理想氣體，當(dāng)溫度為27℃時，兩管水銀面的高度差△h=3cm．設(shè)外界大氣壓為1.0×105Pa（即75cmHg）．則：
（1）若對封閉氣體緩慢加熱，為了使左、右兩管中的水銀面相平，溫度需升高到多少℃？
（2）若保持27℃不變，為了使左、右兩管中的水銀面相平，需從右管的開口端再緩慢注入的水銀柱高度h應(yīng)為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

[物理--選修3-3]
（1）以下有關(guān)熱現(xiàn)象的說法中正確的是
C
C
（填入正確選項(xiàng)前的字母）
A．布朗運(yùn)動就是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動
B．氣體分子的平均動能增大，氣體的壓強(qiáng)一定增大
C．兩個分子從遠(yuǎn)處逐漸靠近，直到不能再靠近為止的過程中，分子間相互作用的合力先變大、后變小，再變大
D．第二類永動機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了能量守恒定律
（2）如圖所示，粗細(xì)均勻的玻璃管內(nèi)盛液體，液面上方為理想氣體，右管封口，左管有活塞，開始時液面相平，左右氣柱等長均為h．當(dāng)左管（足夠長）活塞向上提起多高時液面高度差為h．（設(shè)開始時氣體壓強(qiáng)為P0，液體密度為ρ，溫度不變）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示．粗細(xì)均勻的電阻為r的金屬圓環(huán)放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的垂直環(huán)面的勻強(qiáng)磁場中，圓環(huán)的直徑為d．長為d、電阻為
r2
金屬棒ab在中點(diǎn)處與環(huán)相切，現(xiàn)使ab始終以垂直于棒的、大小為V的速度向左運(yùn)動，到達(dá)圓環(huán)的直徑位置時，ab棒兩端的電勢差大小為
 
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