如圖8-3-4所示,一根一端封閉、一端開口向上的均勻玻璃管,長(zhǎng)l=96 cm,用一段長(zhǎng)h=20 cm的水銀柱封住長(zhǎng)h1=60 cm的空氣柱,溫度為27 ℃,大氣壓強(qiáng)p0=76 cmHg,問溫度至少要升高到多少度,水銀柱才能全部從管中溢出?

圖8-3-4

要使T2最大,則(76+x)(96-x)應(yīng)最大,即x=10 cm時(shí),T2有極大值是385.2 K.

溫度至少要升至385.2 K,水銀柱才能全部排出.


解析:

實(shí)際上,整個(gè)過程可分為兩個(gè)階段.第一階段,水銀柱尚未溢出階段,加熱氣體,氣體作等壓變化,體積增大,溫度升高;第二階段,水銀溢出,氣體體積增大,但壓強(qiáng)卻減小,由=C可知,當(dāng)p、V乘積最大時(shí),溫度應(yīng)為最高.

    由于第二個(gè)過程中,體積增大,壓強(qiáng)減小,則可能出現(xiàn)溫度的極值.

    以封閉氣體為研究對(duì)象

    則初始狀態(tài)下p1=p0+h=96 cmHg

V1=h1S=60S  T1=300 K

    設(shè)管中剩余水銀柱長(zhǎng)為x cm時(shí),溫度為T2

p2=(p0+x) cmHg=(76+x) cmHg

V2=(96-x)S

    根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

=

    有=

    顯然,要使T2最大,則(76+x)(96-x)應(yīng)最大,即x=10 cm時(shí),T2有極大值是385.2 K.

溫度至少要升至385.2 K,水銀柱才能全部排出.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖8-3-4所示,一端封閉的粗細(xì)均勻的玻璃管,開口向上豎直放置,管中有兩段水銀柱封閉了兩段空氣柱,開始時(shí)V1=2V2,現(xiàn)將玻璃緩慢地均勻加熱,則下列說法正確的是(    )

圖8-3-4

A.加熱過程中,始終保持V1′=2V2′                      B.加熱后V1′>2V2

C.加熱后V1′<2V2′                                          D.條件不足,無法確定

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖8-3-4所示,一根一端封閉、一端開口向上的均勻玻璃管,長(zhǎng)l=96 cm,用一段長(zhǎng)h=20 cm的水銀柱封住長(zhǎng)h1=60 cm的空氣柱,溫度為27 ℃,大氣壓強(qiáng)p0=76 cmHg,問溫度至少要升高到多少度,水銀柱才能全部從管中溢出?

8-3-4

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖8-3-4所示,在光滑水平面上放一個(gè)質(zhì)量為M的斜面體,質(zhì)量為m的物體沿M的斜面由靜止開始自由下滑,下列說法中正確的是

A.Mm組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

B.Mm組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒

C.Mm組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒

D.Mm組成的系統(tǒng)豎直方向動(dòng)量守恒

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖8-3-4所示,物體A、B在光滑的水平面上沿同一直線相向運(yùn)動(dòng),A的質(zhì)量為2 kg,速度為4 m/s,B的質(zhì)量為10 kg,速度為2 m/s,兩個(gè)物體相碰后,B物體的速度減小為1 m/s,方向不變.求A的速度.

                          圖8-3-4

   

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