Question

20．如圖所示的玻璃管粗細(xì)均勻，封閉的豎直管內(nèi)充有理想氣體，其長度為30cm，下面水銀柱長5cm．在豎直管下端接一同樣粗細(xì)均勻的水平玻璃管，右端開口與大氣相通，用光滑活塞封閉5cm長水銀柱（此時活塞不受外力）．大氣壓p₀=75cmHg，不考慮溫度的變化
①求在活塞上不施加外力時，封閉氣體的壓強(qiáng)．
②現(xiàn)用外力緩慢推活塞恰好將水平管中水銀全部推人豎直管中，求這時封閉氣體的壓強(qiáng)．

Answer 1

分析 ①根據(jù)圖示由平衡條件可以求出封閉氣體的壓強(qiáng)；
②氣體發(fā)生等溫變化，應(yīng)用玻意耳定律可以求出封閉氣體的壓強(qiáng)．

解答 解：①活塞上部施加外力，則分別氣體壓強(qiáng)：p₁=p₀-h=70cmHg；
②以玻璃管內(nèi)氣體為研究對象，氣體狀態(tài)參量：
p₁=70cmHg，V₁=30S，V₂=（30-5）S=25S，
氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律得：
p₁V₁=p₂V₂，即：70×30S=p₂×25S，解得：p₂=84cmHg；
答：①在活塞上不施加外力時，封閉氣體的壓強(qiáng)為70cmHg．
②現(xiàn)用外力緩慢推活塞恰好將水平管中水銀全部推人豎直管中，這時封閉氣體的壓強(qiáng)為84cmHg．

點評 本題考查了求封閉氣體的壓強(qiáng)，分析清楚氣體狀態(tài)變化過程是解題的關(guān)鍵，求出氣體狀態(tài)參量，應(yīng)用玻意耳定律可以解題．