问题详情:
(2017·怀化二模)如图所示,玻璃管的横截面S=1 cm2,在玻璃管内有一段质量为m=0.1 kg的水银柱和一定量的理想气体,当玻璃管平放时气体柱的长度为l0=10 cm,现把玻璃管正立,过较长时间后再将玻璃管倒立,经过较长时间后,求玻璃管由正立至倒立状态,水银柱相对于管底移动的距离是多少?(假设环境温度保持不变,大气压强取p0=1×105 Pa)
【回答】
2cm
【解析】:气体做等温变化,当玻璃管平放时有
p1=p0..................................................................................①
V1=l0S................................................................................②
玻璃管正立时,对水银柱受力分析:p2S=p0S+mg
故
p2=p0+ V2=l2S.........................................................③
玻璃管倒立时,对水银柱受力分析,p0S=p3S+mg
有:
p3=p0- V3=l3S.....................................................④
根据玻意耳定律,得
p1V1=p2V2 p2V2=p3V3................................................⑤
由以上各式联立解得⇒Δl=l3-l2≈2 cm.........................................................⑥
知识点:气体的等温变化
题型:计算题