(2011•上海模拟)如图所示,导热性能良好粗细均匀两端封闭的细玻璃管ABCDEF竖直放置.AB段和CD段装有空气,BC

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  • 解题思路:(1)环境温度升高,CD、BA两段气体都等压膨胀,分别对CD段、BA段气体运用盖-吕萨克定律列方程,并结合后来两部分气体长度之和等于EF+CD+BA.

    (2)保持环境温度T不变,缓慢地旋转管子,两段气体均发生等温变化,根据玻意耳定律分别对两段气体列方程,并抓住初态时,CD段压强为BA段压强的一半,末态两部分气体总长度为EF+CD+BA.

    (1)设初状态每段的长度为h,CD段空气柱末状态的长度为hCD

    根据等压变化,

    对CD段空气柱有 [hS/T=

    hCDS

    T1]

    对BA段空气柱有[hS/T=

    3hS−hCDS

    T1]

    得T1=1.5T

    (2)设CD段空气柱末状态的长度为hCD,压强为pCD

    根据波意耳定律,

    对CD段空气柱有 [P/2hS=PCDhCDS

    对AB段空气柱有PhS=(PCD-

    P

    2])(3h-hCD)S

    得pCD=

    3+

    6

    6P

    pAB=

    6

    6P

    pF=PCD+[P/2]=

    6+

    6

    6P

    答:(1)若要使DE段水银能碰到管顶F,则环境温度至少需要升高到1.5T;

    (2)此时管内CD段空气柱的压强为

    3+

    6

    6P,AB段空气柱的压强为

    6

    6P,最低点F处的压强为pF=

    6+

    6

    6P.

    点评:

    本题考点: 气体的等容变化和等压变化;气体的等温变化;封闭气体压强.

    考点点评: 本题采用隔离法分别研究两部分气体,更重要的是要抓住它们之间的联系,列出关系式,这是几部分气体问题的解题关键.

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