Question

5．如圖所示，粗細(xì)均勻、導(dǎo)熱良好、裝有適量水銀的U型管豎直放置，右端與大氣相通，左端封閉氣柱長l₁=10cm（可視為理想氣體），兩管中水銀面等高．先將右端與一低壓艙（未畫出）接通，穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面h=10cm（環(huán)境溫度不變，大氣壓強(qiáng)P₀=75cmHg）．求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)（用“cmHg”做單位）

Answer 1

分析 根據(jù)題意可知，這個過程是等溫變化，找出左邊氣體變化前后的兩個狀態(tài)的狀態(tài)參量，由等溫變化的規(guī)律可求出左邊的氣體變化后的壓強(qiáng)，從而即可求出低壓艙的壓強(qiáng)．

解答 解：設(shè)U型管的橫截面積為S，則左端被封閉的氣體初狀態(tài)：
P₁=P₀，V₁=l₁S
末狀態(tài)為：
P₂，V₂=（l₁+$\frac{10}{2}$）S
有理想氣體的等溫變化得：
P₁V₁=P₂V₂
代入數(shù)據(jù)得：
P₂=50cmHg
則低壓艙的壓強(qiáng)：
P=P₂-h=50-10=40cmHg
答：穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)是40cmHg

點(diǎn)評 解答關(guān)于理想氣體的問題，要明確氣體的各個狀態(tài)及其狀態(tài)參量，利用相應(yīng)的規(guī)律進(jìn)行解題；注意同一段連續(xù)的水銀柱中等高的點(diǎn)壓強(qiáng)相同