黑龍江省哈爾濱市木蘭高級中學高中物理 經(jīng)典復習資料 關于水銀的注入和吸出的等溫變化

1、黑龍江省哈爾濱市木蘭高級中學高中物理 經(jīng)典復習資料 關于水銀的注入和吸出的等溫變化玻意耳定律的應用解析 取被水銀封閉的那部分氣體為研究對象倒人水銀前氣體的體積和壓強分別為 cmHg；倒cmHg；倒入水銀后，左端水銀面將上升，右端原水銀面將下降設左端水銀面上升x，則由圖得此時封閉氣體長 。此時兩邊水銀面高度差 此時封閉氣體的壓強 cmHg據(jù)玻意耳定律 得： 解得： cm（舍去） cm（即所求）關于水銀的注入和吸出的等溫變化例2 如圖所示，一端封閉的玻璃管總長為100cm，豎直放置，20cm高的水銀柱封閉一段80cm長的氣體，室溫為27不變，大氣壓為76cmHg問：（1）能否繼續(xù)向玻璃管內(nèi)緩緩加入

2、一些水銀？（2）用吸管緩緩從玻璃管中最多能吸出多少水銀？解析 據(jù)玻意耳定律 由數(shù)學知識可知：當 時， 有極小值且大小等于 此題氣體初態(tài)為 cm氣柱， cmHg故 由 （1）當 時， ，即壓強改變量大于體積改變量對初態(tài)而言， ，所以 ，即如加入水銀，則壓強的增大量大于體積的縮小量，即水銀會溢出，所以不能繼續(xù)向玻璃管內(nèi)緩緩灌入一些水銀（2）反之，若抽出一些水銀，則壓強的縮小量大于氣體體積增大量，即 之值減小，水銀不會溢出，所以抽出一些水銀是可以的當抽到 cmHg， cm長氣柱時，P、V之和最小，（如圖中B點）再繼續(xù)抽，則 的值又要增大由雙曲線圖像對稱性（如圖所示），當抽至 cmHg， cm氣柱長時

3、，PV之和與初態(tài)相等，水銀面與管口平齊（圖中C點），再抽水銀將自動溢出因此，從玻璃中最多吸出 cm長水銀柱點撥（1）注意 的值不是單調(diào)變化的（2）本題還可用如下方法判斷設可加管內(nèi)加入水銀xcm cm說明只能吸出16cm水銀柱極限分析法分析等溫變化例3 一根一端封閉玻璃管開口向下插入水銀槽中，內(nèi)封一定質(zhì)量的氣體，管內(nèi)水銀面低于管外，在溫度不變時稍向下插一些，下列說法正確的是，如圖所示（A）玻璃管內(nèi)氣體體積減?。˙）玻璃管內(nèi)氣體體積增大（C）管內(nèi)外水銀面的高度差減?。―）管內(nèi)外水銀面的高度差增大解析 設想把管壓下很深，則易知V減小，P增大， ，h增大即A、D正確點撥（1）上述分析方法為極限分析法即

4、：把某變化條件合理外推到區(qū)間的兩端，由物理概念或規(guī)律將矛盾迅速暴露出來，此方法對定性處理選擇題填空題中增大、減小、向左、向右等問題時特別方便但對先增后減或先減后增的情況不適用（2）“合理外推”指不違背物理概念、規(guī)律的約束，應在題設物理情景、條件變化范圍內(nèi)外推抽氣機的有關等容變化例4 一容器的體積為 ，封在容器中的氣體的壓強為 ，現(xiàn)用活塞式抽氣機對容器抽氣，活塞筒的有效抽氣容積為V，其工作示意圖如圖所示， 為工作閥門求抽氣機抽n次后容器里氣體的壓強（設溫度不變）解析 抽氣容器中的空氣等溫膨脹，體積由 變成 ，壓強逐漸減小，據(jù)玻意耳定律第一次抽 第二次抽 推理可知，第n次抽氣后， 點撥 解這類題的思路是研究抽1次、2次結果后，推理出抽n次的情況關于活塞與氣缸的兩種研究方法例5 如圖所示，氣缸筒的質(zhì)量為M，活塞（連同手柄）的質(zhì)量為m氣缸內(nèi)部的橫截面積為S，大氣壓強為 ，平衡時氣缸內(nèi)的容積為V，現(xiàn)用手握住活塞手柄緩慢向上提，設氣缸足夠長，在整個上提過程中氣體溫度保持不變，并且不計氣缸內(nèi)氣體重力及活塞與氣缸