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一粗细均匀,底端封闭的细长玻璃管如下图所示,距离底端45cm处有一水平玻璃管与大气相通,在玻璃管水平部分和竖直部分有相连的水银柱,长度在下图中已标出,单位为cm.玻璃管的上端有一活塞,管内封闭了两段长度为30cm的空气柱A和B,外界大气压强为750cm Hg.现向上缓慢提升活塞,问:

(1)活塞至少向上提升多少距离可使A空气柱体积达到最大?

(2)这时A、B两部分空气柱的体积变化为多大?

(1)45cm

      (2)由第一问可知B部分温度不变,压强也不变,故长度不变,而A部分气柱长度增加了10cm.


解析:

(1)由于水平管开口,所以当上提活塞时B部分压强不变A部分压强减小,当水平部分水银恰好全部进入竖直管时,A部分空气体积达到最大,以后A部分气体压强将不发生变化,设此时气柱长,气柱原长,有等温过程:

  

=40cm Hg 即活塞上升高度

Δ=(40+30-45)cm=45cm

  (2)由第一问可知B部分温度不变,压强也不变,故长度不变,而A部分气柱长度增加了10cm.

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(2013?山西模拟)如图所示,开口向上导热性能良好、长度为l=75cm的粗细均匀的细玻璃管 竖直放置.用长为h=45cm的水银柱封闭一定质量的空气(可视为理想气体),此时管内水 银而与玻璃管上端平齐.现保持环境温度T=300K不变,将玻璃管绕底端在 竖直面内缓慢转动一周,在转动过程中没有漏气.已知大气压强为P0=75cmHg,求:
(i)玻璃管中剩余水银柱的长度;
(ii)在转动一周后对玻璃管进行缓慢加热,当管内水银面再次与玻璃 管上端平齐时,管内气体的温度是多少?

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(1)活塞刚开始移动时外力是向上拉活塞还是向下压活塞?
(2)活塞至少下降多少距离,可使A空气柱体积达到最小?
(3)这时A、B两部分空气柱的体积之比为多大?

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(1)活塞至少向上提升多少距离可使A空气柱体积达到最大?

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(1)活塞刚开始移动时外力是向上拉活塞还是向下压活塞?
(2)活塞至少下降多少距离,可使A空气柱体积达到最小?
(3)这时A、B两部分空气柱的体积之比为多大?

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