Question

1．如圖所示，一根粗細(xì)均勻的U形玻璃管始終豎直放置，管的豎直部分長(zhǎng)60cm，水平部分長(zhǎng)12cm，大氣壓強(qiáng)p₀=76cmHg，從初始時(shí)刻，U形管左端封閉，右端開(kāi)口，左管內(nèi)有一段6cm長(zhǎng)的水銀柱封住了長(zhǎng)為40cm的理想氣體，現(xiàn)在把光滑的活塞從右側(cè)管口緩慢推入U(xiǎn)形管，此過(guò)程中左側(cè)水銀柱上升了5cm，求活塞下降的距離．

Answer 1

分析 以左端封閉氣體為研究對(duì)象，應(yīng)用玻意耳定律求出末狀態(tài)的壓強(qiáng)；然后以右邊氣體為研究對(duì)象，應(yīng)用玻意耳定律求出氣體末狀態(tài)的體積，然后求出活塞下降的高度．

解答 解：以左端封閉氣體為研究對(duì)象，氣體狀態(tài)參量為：
p₁=p₀-h=76-6=70cmHg，V₁=40S，V₂=（40-5）S=35S，
由玻意耳定律得：p₁V₁=p₂V₂，即：70×40S=p₂×35S，解得：p₂=80cmHg；
以右管內(nèi)氣體為研究對(duì)象，氣體狀態(tài)參量為：
p₃=p₀=76cmHg，V₃=[60+12+（60-40-6）]S=86S，p₄=p₂+h=86cmHg，
由玻意耳定律得：p₃V₃=p₄V₄，即：76×86S=86×V₄，解得：V₄=76S，
右側(cè)管中空氣柱的長(zhǎng)度為76cm，活塞下降的距離：d=86-76+5=15cm；
答：活塞下降的距離是15cm．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求活塞移動(dòng)的距離，分析清楚氣體狀態(tài)變化、根據(jù)題意求出氣體的狀態(tài)參量、應(yīng)用玻意耳定律可以解題；本題是連接體問(wèn)題，求出兩部分氣體狀態(tài)參量間的關(guān)系是解題的關(guān)鍵．