Question

（2010•长宁区一模）一根两端开口、粗细均匀的长直玻璃管横截面积为S=2×10-3m2，竖直插入水面足够宽广的水中．管

Answer 1

解题思路：对活塞进行受力分析，运用平衡知识解决问题．知道液体压强的公式和应用．根据气体状态方程和已知的变化量去计算其它的物理量．

（1）当活塞静止时，P1=P0+

mg

S=1.0×105+

0.4×10

2×10-3=1.02×105(Pa)

（2）当F=6.0N时，有P2=P0+

mg-F

S=1.0×105+

0.4×10-6.0

2×10-3=9.9×104(Pa)

P₂=P₀-ρgh

管内外液面的高度差h=

P0-P2

ρg=

1.0×105-9.9×104

1.0×103×10=0.1(m)

由玻意耳定律：P₁L₁S=P₂L₂S

空气柱长度：L2=

P1

P2L1=

1.02×105

9.9×104×66=68(cm)

（3）P₃=P₀=1.0×10⁵PaL₃=68+10=78cmT₂=T₁

由气态方程：

P2L2

T2=

P3L3

T3

气体温度变为：T3=

P3L3

P2L2T1=

1.0×105×78

9.9×104×68×300=347.6(K)

答：（1）开始时封闭气体的压强是1.02×10⁵pa．

（2）这时管内外水面高度差为0.1m，管内气柱长度是68cm．

（3）此时气体的温度是347.6k．

点评：

本题考点： 理想气体的状态方程；气体的等温变化；封闭气体压强．

考点点评： 能用静力学观点确解决问题．要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化．