Question

16．如圖所示，豎直放置的彎曲玻璃管a端封閉，f端開口，水銀將A、B兩段氣柱封閉在管內，其中A氣柱長18cm，b、c液面高度差為h，d、e液面高度差H，且h=H=3cm；K為橡皮塞，拔出后B氣體便與外界大氣相通．已知氣體初始溫度均為27℃，大氣壓恒為76cmHg．
（1）分別計算氣體B的壓強P_B和氣體A的壓強P_A；
（2）將橡皮塞K拔出后，試定性判斷h與H分別如何變化？此時若升高氣體A的溫度，使b、c兩液面的高度差h′=0，問氣體A應加熱至多少攝氏度？（小數點后保留一位）

Answer 1

分析 根據圖示判斷各部分氣體壓強與大氣壓的關系，然后分析打開閥門后各部分氣體壓強如何變化，然后根據壓強的變化計算溫度的大小．

解答 解：（1）P_B=P₀-ρgH=（76-3）cmHg=73cmHg；
P_A=P_B-ρgh=（73-3）cmHg=70cmHg．
（2）將橡皮塞K拔出后，h變大，H變小，根據理想氣體的狀態(tài)方程，有：
$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$
即：$\frac{70×18}{27+273}=\frac{76×（18+1.5）}{{T}_{2}}$
得：T₂=352.9K
t₂=（T₂-273）℃=79.9℃
答：（1）氣體B的壓強P_B為73cmHg，氣體A的壓強P_A為70cmHg；
（2）將橡皮塞K拔出后，h變大，H變小，氣體A應加熱79.9℃．

點評 解決本題有兩個結論可以直接應用①同一氣體的壓強處處相等 ②同一液體內部不同點間的壓強差由高度差決定．分析清楚氣體壓強如何變化是正確解題的關鍵．