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【題目】如圖所示,粗細均勻的管子,豎直部分長為l=50cm,水平部分足夠長.當溫度為15℃時,豎直管中有一段長h=20cm的水銀柱,封閉著一段長l1=20cm的空氣柱.設外界大氣壓強始終保持在76cmHg.求:

①被封空氣柱長度為l2=40cm時的溫度

②溫度升高至327℃時,被封空氣柱的長度l3

【答案】①被封空氣柱長度為l2=40cm時的溫度為516K;

②溫度升高至327℃時,被封空氣柱的長度l3為52.6cm.

【解析】解:

①氣體在初態(tài)時有:

p1=96 cmHg,T1=288 K,l1=20 cm.

末態(tài)時有:p2=86 cmHg,l2=40 cm.

由理想氣體狀態(tài)方程得:=

所以可解得:T2=T1=516 K

②當溫度升高后,豎直管中的水銀將可能有一部分移至水平管內,甚至水銀柱全部進入水平管.因此當溫度升高至327℃時,水銀柱如何分布,需要分析后才能得知.設水銀柱剛好全部進入水平管,則此時被封閉氣柱長為l=50 cm,壓強p=76 cmHg,此時的溫度為

T=T1==570 K

現溫度升高到600K>T=570K,可見水銀柱已全部進入水平管內,末態(tài)時p3=76 cmHg,T3=600 K,此時空氣柱的長度

l3=l1==52.6 cm

答:①被封空氣柱長度為l2=40cm時的溫度為516K;

②溫度升高至327℃時,被封空氣柱的長度l3為52.6cm.

練習冊系列答案
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A. 小車先做勻加速運動,然后做加速度逐漸減小的變加速運動,最后做勻速直線運動

B. 小車先做勻加速運動,后做加速度逐漸減小的變加速運動

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B. 乙分子由 a c 做加速運動, 到達 c 時速度最大

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D. 乙分子由 b d 的過程中,兩分子間的分子勢能一直增加

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