问题详情:
如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部封有长l1=25.0cm的空气柱,中间有一段长为l2=25.0cm的水银柱,上部空气柱的长度l3=40.0cm.已知大气压强为P0=75.0cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓缓往下推,使管下部空气柱长度变为=20.0cm.假设活塞下推过程中没有漏气,试求:
(1)最后管下部空气的压强为多少cmHg?
(2)活塞下推的距离(cm).
【回答】
考点: 理想气体的状态方程;封闭气体压强.
专题: 理想气体状态方程专题.
分析: 设活塞下推距离为△l,分别求解出上、下两端封闭气体下推前的压强和长度,在表示出下推后的压强和长度,对两端封闭气体分别运用玻意耳定律列式后联立求解即可.
解答: 解:(1)以cmHg为压强单位,在活塞下推前,玻璃管下部空气柱的压强为:
P1=P0+l2 ①
设活塞下推后,下部空气的压强为P1′,由玻意耳定律得:
P1l1=P1′l1′②解得:P1′=125cmHg;
(2)如图,设活塞下推距离为△l,则此时玻璃管上部的空气柱的长度为:
l3′=l3+(l1﹣l1′)﹣△l ③
设此时玻璃管上部空气柱的压强为P3′,则
P3′=p1′﹣l2 ④
由波意耳定律,得:
P0l3=P3′l3′⑤
由①②③④⑤式代入数据解得:△l=15.0cm;
答:(1)最后管下部空气的压强为125cmHg;
(2)活塞下推的距离为15cm.
点评: 本题关键是对两端封闭气体分别运用玻意耳定律列式,难点在于确定两端气体的压强间以及其与大气压强的关系.
知识点:气体的等温变化
题型:计算题