如圖,內(nèi)徑均勻的彎曲玻璃管ABCDE兩端開口,AB、CD段豎直,BC、DE段水平,AB=100cm,BC=40cm,CD=50cm,DE=60cm.在水平段DE內(nèi)有一長10cm的水銀柱,其左端距D點10cm.在環(huán)境溫度為300K時,保持BC段水平,將玻璃管A端緩慢豎直向下插入大水銀槽中,使A端在水銀面下10cm.已知大氣壓為75cmHg且保持不變
(1)若環(huán)境溫度緩慢升高,求溫度升高到多少K時,水銀柱剛好全部溢出;
(2)若環(huán)境溫度緩慢降低,求溫度降低到多少K時,水銀柱剛好全部進入CD段.
(1)A端插入水銀槽后,液柱向右移動10cm,
氣體發(fā)生等壓變化,由蓋呂薩克定律可得
V1
T1
=
V2
T2
,
解得:T2=
V2
V1
T1=
240S
200S
×300=360
K;
(2)當(dāng)液柱剛好全部進入CD管時,水銀槽中的水銀將沿AB管上升10cm.
封閉氣體體積及壓強:V3=160Scm3,p3=65cmHg.
由理想氣體狀態(tài)方程得:
p1V1
T1
=
p3V3
T3

T3=
p3V3
p1V1
T1=
65×160S
75×200S
×300=208
K;
答:(1)溫度升高到360K時,水銀柱剛好全部溢出;
(2)溫度降低到208K時,水銀柱剛好全部進入CD段.
練習(xí)冊系列答案
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【1996年?全國高考】如圖所示,有一個直立的氣缸,氣缸底到氣缸口的距離為L0cm,用一厚度和質(zhì)量均可忽略不計的剛性活塞A,把一定質(zhì)量的空氣封在氣缸內(nèi),活塞與氣缸間的摩擦可忽略,平衡時活塞上表面與氣缸口的距離很小(計算時可忽略不計),周圍大氣的壓強為H0cmHg.現(xiàn)把盛有水銀的一個瓶子放在活塞上(瓶子的質(zhì)量可忽略),平衡時活塞到氣缸底的距離為Lcm.若不是把這瓶水銀放在活塞上,而是把瓶內(nèi)水銀緩緩不斷地倒在活塞上方,這時活塞向下移壓縮氣體,直到活塞不再下移,求此時活塞在氣缸內(nèi)可能的位置以及與之相對應(yīng)的條件(即題中給出量之間應(yīng)滿足的關(guān)系),設(shè)氣體的溫度不變.

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帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體.氣體開始處于狀態(tài)a,然后經(jīng)過過程ab到達狀態(tài)b或經(jīng)過過程ac到狀態(tài)c,b、c狀態(tài)溫度相同,如V-T圖所示.設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強分別為Pb、和PC,在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac,則Pb______PC,Qab______Qac(均選填“>”、“=”或“<”).

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如圖所示有一傳熱良好的圓柱形氣缸置于水平地面上,已知氣缸內(nèi)總高度40cm,缸的內(nèi)部橫截面積為100cm2,若用氣密性很好的光滑活塞將氣缸中的氣體全部密封起來,再在活塞上放一重物,穩(wěn)定后活塞離缸底30cm高,外界大氣壓強P0=1×105Pa,環(huán)境溫度保持恒定.則
(1)密封穩(wěn)定后氣體的壓強為多少?活塞與重物的總質(zhì)量為多少?(取g=10m/s2))
(2)若某同學(xué)先將一不規(guī)則小鐵塊放入氣缸后,再用題中的活塞將氣體封住,也放上同樣的重物,再次穩(wěn)定時活塞離缸底距離35cm,則小鐵塊的體積為多少?

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A端封閉,B端開口的玻璃管豎直地浮在水面上,如圖甲所示,管中封閉有一定量的理想氣體.已知玻璃管的質(zhì)量為m=l00g,橫切面積S=2cm2,水面以上部分的長度為b=4cm,大氣壓強P0=105Pa,管內(nèi)氣體的溫度為21℃,玻璃管的厚度不計,管內(nèi)氣體質(zhì)量不計.現(xiàn)在將玻璃管緩慢地壓入水中,使玻璃管的A端在水面下離水面H=30cm,如圖乙所示,撤去壓力后,要使玻璃管能在這一位置保持懸浮狀態(tài),應(yīng)將管中氣體的溫度變成多少攝氏度?(設(shè)水的密度p=1.0×103kg/m3不變,取g=10m/s2

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A.
P0
P
V
B.(
P
P0
-1)V
C.
P
P0
V
D.(
P
P0
+1)V

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B.在物理性質(zhì)上具有各向異性的固體一定晶體
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