(2013•闵行区一模)如图(a)所示,长为52cm粗细均匀的细玻璃管的一端开口另一端封闭,在与水平方向成30°角放置时

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  • 解题思路:(1)根据气体状态方程[PV/T]=C,可知,封闭气体的压强增大,当温度最低时,管内气柱长度最小,即温度为0℃时,气柱长最短,由气态方程求解最小长度.

    (2)为了保证水银不会从管内溢出,管竖直且水银上表面与管口平齐时,气体温度最高,由气态方程求解最高温度值.

    (3)水温升高到最大值后继续加热,将有水银溢出,封闭气体的压强减小,管内气柱长度的变化与水温变化不满足线性关系.

    (1)温度为0℃时,气柱长最短,由

    (P0+hsinθ)L1

    273+t1=

    (P0+h)L2

    273+t2,

    代入解得L2=24.46cm

    (2)管竖直且水银上表面与管口平齐时,气体温度最高,则有

    (P0+hsinθ)L1

    273+t1=

    (P0+h)L3

    273+t3

    其中L3=52-20=32(cm)

    代入解得 t3=84.21℃.

    (3)如果水温升高到最大值后继续加热,将有水银溢出,封闭气体的压强不断减小,管内气柱长度的变化与水温变化不满足线性关系,因为不是等压变化.

    答:(1)管内气柱长度的最小值是24.46cm;

    (2)为了保证水银不会从管内溢出,水温升高的最大值是84.21℃;

    (3)管内气柱长度的变化与水温变化不满足线性关系,因为不是等压变化.

    点评:

    本题考点: 理想气体的状态方程;封闭气体压强.

    考点点评: 本题首先根据气态方程定性分析气柱长度最小和温度最高的条件,再由气态方程进行求解.

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