(2000•上海)如图所示,粗细均匀,两端开口的U形管竖直放置,管的内径很小,水平部分BC长14厘米,一空气柱将管内水银

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  • 解题思路:(1)由于平衡,两边水银面等高,即可求得右边水银柱总长;

    (2)左边的水银恰好全部进入竖直管AB内时,根据左侧水银柱平衡可以求出底部气体的压强,然后根据玻意耳定律列式求解;

    (3)根据玻意耳定律列式直接求解;

    (1)U形管两端均开口,所以两竖直管内水银面高度应相同,即右边竖直管内水银柱高度为:

    h0=2(厘米)…①

    右边水平管内水银柱长度为:

    14-t0-2=4(厘米)

    右边水银柱总长是:

    4+2=6(厘米)…②

    (2)左边的水银全部进入竖直管内时,两竖直管内水银面高度均为:

    h1=4(厘米)…③

    此时,右边水平管内水银柱长度为2厘米,所以空气柱长为:

    l1=14-2=12(厘米)…④

    (p0+h0)l0

    T0=

    (P0+h1)l1

    T1…⑤

    ∴T1=T0

    (P0+h1)l1

    (P0+h0)l0=273×

    80×12

    78×8=420(开)…⑥

    (3)设温度为T2=490开时,空气柱长为l2

    等压过程

    I1

    T1=

    I2

    T2…⑦

    ∴l2=T2

    l1

    T1=490×

    12

    420=14(厘米)…⑧

    其中有2厘米进入左边竖直管内

    ∴右管内水银面高度为:

    h1=4(厘米)…⑨

    左管内水银上表面高度为:

    h2=4+2=6(厘米)…⑩

    答:(1)右边水银柱总长是6cm.

    (2)当空气柱温度升高到420K时,左边的水银恰好全部进入竖直管AB内.

    (3)当空气柱温度为490开时,右管内水银面高度为4cm,左管内水银上表面高度为6cm.

    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: 本题关键根据平衡条件得到底部气体的气体压强,然后根据玻意耳定律和吕萨克定律列式求解.

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