Question

（2011?崇明縣二模）如圖所示，固定的豎直圓筒由上段細(xì)筒和下段粗筒組成，粗筒橫截面積是細(xì)筒的4倍，細(xì)筒足夠長(zhǎng)，粗筒中A、B兩輕質(zhì)光滑活塞間封有空氣，活塞A上方有水銀．用外力向上托住活塞B，使之處于靜止?fàn)顟B(tài)，活塞A上方的水銀面與粗筒上端相平，當(dāng)時(shí)氣體溫度為23℃水銀深H=10cm，氣柱長(zhǎng)L=20cm，大氣壓強(qiáng)p₀=75cm Hg．現(xiàn)保持溫度不變，使活塞B緩慢上移，直到水銀的一半被推入細(xì)筒中，
（1）此時(shí)筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為多少？
（2）活塞B向上移動(dòng)的距離
（3）此時(shí)保持活塞B位置不變，改變氣體溫度，讓A上方的水銀剛好全部進(jìn)入細(xì)筒內(nèi)，則氣體的溫度是多少？

Answer 1

分析：根據(jù)氣體狀態(tài)方程和已知的變化量去判斷其它的物理量．
對(duì)活塞進(jìn)行受力分析，運(yùn)用平衡知識(shí)解決問(wèn)題．
知道液體壓強(qiáng)的公式和應(yīng)用．

解答：解：開(kāi)始時(shí)，氣體：P₁=P₀+p_h=85cmHg  V₁=20S   T₁=296K
（1）使活塞B緩慢上移，直到水銀的一半被推入細(xì)筒中，粗筒橫截面積是細(xì)筒的4倍，
此時(shí)筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)P₂=p₀+p_h2=100cmHg  　　　　
（2）根據(jù)氣體狀態(tài)方程得：P₁V₁=P₂V₂  
 V₂=17S　　
活塞B向上移動(dòng)的距離X=8cm　　　　　　
（3）讓A上方的水銀剛好全部進(jìn)入細(xì)筒內(nèi)，氣體壓強(qiáng)P₃=p₀+p_h3=115cmHg   
V₃=17S+5S=22S　　

P1V1

T1

=

P3V3

T3

T₃=

P3V3T1

P1V1

　　　　　　　
T₃=440.5K　　　　
t=167.5℃
答：（1）此時(shí)筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為100cmHg  
（2）活塞B向上移動(dòng)的距離8cm
（3）此時(shí)保持活塞B位置不變，改變氣體溫度，讓A上方的水銀剛好全部進(jìn)入細(xì)筒內(nèi)，則氣體的溫度是167.5℃．

點(diǎn)評(píng)：能用靜力學(xué)觀點(diǎn)確解決問(wèn)題．
要注意研究過(guò)程中哪些量不變，哪些量變化．
能夠用物理規(guī)律把所要研究的物理量表示出來(lái)．