Question

（2005?閘北區(qū)模擬）如圖所示，兩端封閉、粗細(xì)均勻的玻璃管中有一段的汞柱，將兩段空氣封閉于管兩端．當(dāng)玻璃管水平放置時(shí)，兩段空氣柱長度恰好相等，當(dāng)玻璃管豎直放置時(shí)，上段空氣柱長度恰好是下段空氣柱長度的兩倍．若玻璃管中汞柱的長度為12厘米，求水平放置時(shí)空氣柱的壓強(qiáng)為多少厘米汞柱．

Answer 1

分析：分別以A、B兩部分封閉氣體為研究對(duì)象，找出初末狀態(tài)壓強(qiáng)、體積關(guān)系，利用玻意耳定律列式即可求解．

解答：解：設(shè)水平時(shí)兩封閉氣體的氣柱長為l，壓強(qiáng)為P，橫截面積為s
兩部分氣體等溫變化，由玻意耳定律得：
對(duì)氣體A：P_A1V_A1=P_A2V_A2         ①
對(duì)氣體B：P_B1V_B1=P_B2V_B2         ②
V_A1=V_B1=ls        P_A1=P_B1          ③
V_A2=2V_B2=

4

3

ls                         ④
可解得：①→④聯(lián)立得：P_B2=2P_A2                 
又因?yàn)?nbsp;P_B2-P_A2=P_h                 
可解得：P_A2=P_h                   ⑤
①⑤聯(lián)立得：P_A1=P_B1=

4

3

P_h=16cmHg   
答：水平放置時(shí)空氣柱的壓強(qiáng)為16厘米汞柱．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及兩部分氣體狀態(tài)變化問題，除了隔離研究兩部分之外，關(guān)鍵是把握它們之間的聯(lián)系，比如體積關(guān)系、溫度關(guān)系及壓強(qiáng)關(guān)系．