Question

13．兩端封閉的粗細(xì)均勻玻璃管內(nèi)有兩部分氣體A和B，中間用一段水銀隔開(kāi)，當(dāng)水平放置且處于平衡時(shí)，溫度均為27℃，如圖a所示．現(xiàn)先將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至豎直方向（A在下方），再將整根玻璃管置于溫度為87℃的熱水中，如圖b所示，氣體最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則穩(wěn)定后與圖a中的狀態(tài)相比，氣體A的長(zhǎng)度減�。ㄟx填“增大”，“減小”或“不變”）；若圖a中A、B空氣柱的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)_A=20cm，L_B=10cm，它們的壓強(qiáng)均為75cmHg，水銀柱長(zhǎng)為L(zhǎng)=25cm，則最終兩部分氣體A、B的體積之比V_A：V_B=3：2．

Answer 1

分析 1、開(kāi)始時(shí)A、B兩部分氣體長(zhǎng)度、溫度均相同，玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至豎直方向（A在下方），再將整根玻璃管置于溫度為87℃的熱水中，如果不計(jì)水銀柱重力，A、B兩部分氣體長(zhǎng)度依然應(yīng)該相同，考慮到水銀柱的重力，水銀柱要下移一段距離；
2、若圖a中A、B空氣柱的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)_A=20cm，L_B=10cm，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程對(duì)兩部分氣體分別列式后聯(lián)立解得即可．

解答 解：1、兩端封閉的粗細(xì)均勻玻璃管內(nèi)有兩部分氣體A和B，中間用一段水銀隔開(kāi)，A、B兩部分氣體長(zhǎng)度、溫度均相同；
玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至豎直方向（A在下方），再將整根玻璃管置于溫度為87℃的熱水中，如果不計(jì)水銀柱重力，A、B兩部分氣體長(zhǎng)度依然應(yīng)該相同，考慮到水銀柱的重力，水銀柱要下移一段距離，故氣體A的長(zhǎng)度要減小；
2、若圖a中A、B空氣柱的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)_A=20cm，L_B=10cm，它們的壓強(qiáng)均為75cmHg，水銀柱長(zhǎng)為L(zhǎng)=25cm，對(duì)氣體A，有：
$\frac{{P}_{A}{L}_{A}}{{T}_{1}}$=$\frac{{P}_{A2}{L}_{A2}}{{T}_{2}}$   ①
對(duì)氣體B，有：
$\frac{{P}_{B}{L}_{B}}{{T}_{1}}$=$\frac{{P}_{B2}{L}_{B2}}{{T}_{2}}$  ②
其中：
L_A+L_B=L_A2+L_B2   ③
P_A1=P_B1=75cmHg  ④
P_A2-P_B2=ρgh=25cmHg  ⑤
聯(lián)立解得：L_A2=18cm，L_B2=12cm
故：$\frac{{V}_{A}}{{V}_{B}}=\frac{{L}_{A2}}{{L}_{B2}}=\frac{3}{2}$
故答案為：減小，3：2．

點(diǎn)評(píng) 解決這類(lèi)氣體溫度升高或降低而導(dǎo)致水銀移動(dòng)的問(wèn)題，就是假設(shè)兩部分氣體各自體積不變，然后再根據(jù)查理定律，判斷兩部分氣體壓強(qiáng)的改變量，從而判斷兩邊壓力的改變量，來(lái)判斷水銀或活塞的移動(dòng)．