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(2019·合肥模拟)如图所示,U形管右管内径为左管内径的2倍,管内水银在左管内封闭了一段长为L=76 cm、温度为300 K的空气柱,左右两管水银面高度差为h1=6 cm,大气压为76 cmHg。
(1)给左管的气体加热,则当U形管两边水银面等高时,左管内气体的温度为多少?(结果保留1位小数)
(2)在(1)问的条件下,保持温度不变,往右管缓慢加入水银直到左管气柱恢复原长,问此时两管水银面的高度差h2。
【回答】
(1)342.9 K (2)4 cm
解析:(1)左管内气体压强
p1=p-Δp=70 cmHg
当左右两管内水银面相等时,气体压强
p2=76 cmHg
由于右管截面积是左管的两倍,所以左管水银面将下降4 cm,右管中水银面将上升2 cm,管内气柱长度
l2=80 cm
根据
得T2=342.9 K。
(2)设气柱恢复原长时压强为p3
p2V2=p3V3
得p3=80 cmHg
又Δp=p3-p=4 cmHg
所以高度差为4 cm。
知识点:气体的等温变化
题型:计算题
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