如图,两端封闭的直玻璃管竖直放置,一段水银将管内气体分隔为上下两部分A和B,上下两部分气体初温度相等,且体积VA>VB。
36.若A、B两部分气体同时升高相同的温度,水银柱将如何移动?
某同学解答如下:
设两部分气体压强不变,由,…,
,…,所以水银柱将向下移动。
上述解答是否正确?若正确,请写出完整的解答;若不正确,请说明理由并给出正确的解答。
37.在上下两部分气体升高相同温度的过程中,水银柱位置发生变化,最后稳定在新的平衡位置,A、B两部分气体始末状态压强的变化量分别为ΔpA和ΔpB,分析并比较二者的大小关系。
36.如图所示,竖直放置的绝热圆柱形容器内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体,已知容器横截面积S,活塞重为,与容器底部相距h,大气压强为
,现通过电热丝缓慢加热气体,当气体的温度为
时活塞上升了
,此时停止对气体加热,同时在活塞上缓慢添加砂粒,当添加砂粒的重为
时,活塞恰好回到原来位置,不计摩擦,求此时气体的温度。
35.选考题一
如图所示,开口向上竖直放置的内壁光滑气缸,其侧壁是绝热的,底部导热,内有两个质量均 为m的密闭活塞,活塞A导热,活塞B绝热,将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分.初状态整个装置静止不动且处于平衡状态,Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l0,温度为T0.设外界大气压强为P0保持不变,活塞横截面积为S,且mg=P0S,环境温度保持不变.
求:在活塞A上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于2m时,两活塞在某位置重新处于平衡,活塞B下降的高度.
13.如图,两端封闭的玻璃直管下方用一小段水银柱封闭了一定质量的理想气体,上方为真空。现在管的下方加热被封闭的气体,下图中不可能发生的变化过程是
不正确 水银柱向上移动
不正确。
水银柱移动的原因是升温后,由于压强变化造成受力平衡被破坏,因此应该假设气体体积不变,由压强变化判断移动方向。
正确解法:设升温后上下部分气体体积不变,则由查理定律可得
因为,pA
,所示水银柱向上移动。
分别以两部分气体为研究对象,明确水银柱移动的原因是因为压强变化,不是因为体积的变化;故应设体积不变,根据查理定律进行分析;
理想气体状态方程的运用
升温前有pB=pA+ph(ph为汞柱压强)
升温后同样有pB' =pA'+ph
两式相减可得
根据平衡条件分别对改变温度前后两部分气体间的压强关系列式,联立即可比较压强的变化量.
理想气体状态方程的运用