一粗細(xì)均勻,底端封閉的細(xì)長玻璃管如下圖所示,距離底端45cm處有一水平玻璃管與大氣相通,在玻璃管水平部分和豎直部分有相連的水銀柱,長度在下圖中已標(biāo)出,單位為cm.玻璃管的上端有一活塞,管內(nèi)封閉了兩段長度為30cm的空氣柱A和B,外界大氣壓強為750cm Hg.現(xiàn)向上緩慢提升活塞,問:

(1)活塞至少向上提升多少距離可使A空氣柱體積達到最大?

(2)這時A、B兩部分空氣柱的體積變化為多大?

(1)45cm

      (2)由第一問可知B部分溫度不變,壓強也不變,故長度不變,而A部分氣柱長度增加了10cm.


解析:

(1)由于水平管開口,所以當(dāng)上提活塞時B部分壓強不變A部分壓強減小,當(dāng)水平部分水銀恰好全部進入豎直管時,A部分空氣體積達到最大,以后A部分氣體壓強將不發(fā)生變化,設(shè)此時氣柱長,氣柱原長,有等溫過程:

  

=40cm Hg 即活塞上升高度

Δ=(40+30-45)cm=45cm

  (2)由第一問可知B部分溫度不變,壓強也不變,故長度不變,而A部分氣柱長度增加了10cm.

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(i)玻璃管中剩余水銀柱的長度;
(ii)在轉(zhuǎn)動一周后對玻璃管進行緩慢加熱,當(dāng)管內(nèi)水銀面再次與玻璃 管上端平齊時,管內(nèi)氣體的溫度是多少?

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(1)活塞剛開始移動時外力是向上拉活塞還是向下壓活塞?
(2)活塞至少下降多少距離,可使A空氣柱體積達到最小?
(3)這時A、B兩部分空氣柱的體積之比為多大?

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(2)這時A、B兩部分空氣柱的體積變化為多大?

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(1)活塞剛開始移動時外力是向上拉活塞還是向下壓活塞?
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