6.如圖示數(shù),一端開口,粗細均勻的玻璃管長1m,有一端長為h=25cm的水銀柱封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,當玻璃管水平放置時,管內(nèi)封閉的氣柱長度為L0=60cm(如圖a),這時的大氣壓強P0=75cmHg,室溫是t1=27℃.已知冰水混合物的溫度為T0=273k.
(1)將玻璃管緩慢地轉(zhuǎn)過90°,使它開口向上豎直放置(如圖b),待穩(wěn)定后,玻璃管內(nèi)氣柱的長度L1為多少?
(2)將玻璃管豎直固定,對玻璃管緩慢加熱,使管內(nèi)氣柱長度增加到L0(如圖c),求此時管內(nèi)氣體的溫度t2

分析 (1)氣體發(fā)生等溫變化,求出氣體的狀態(tài)參量,應(yīng)用玻意耳定律求出空氣柱的長度.
(2)玻璃管豎直放置對氣體加熱,氣體發(fā)生等壓變化,應(yīng)用蓋呂薩克定律可以求出氣體的溫度.

解答 解:(1)封閉氣體初狀態(tài)參量:p1=p0=75cmHg,V1=L0S=60S,氣體末狀態(tài)參量:p2=p0+h=100cmHg,
氣體發(fā)生等溫變化,由玻意耳定律得:p1V1=p2V2,即:75×60S=100×L1S,解得:L1=45cm;
(2)玻璃管豎直放置后氣體發(fā)生等壓變化,氣體初狀態(tài)的狀態(tài)參量:
T2=273+27=300K,V2=L2S=45S,氣體末狀態(tài)參量:V3=L0S=60S,
由蓋呂薩克定律得:$\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$=$\frac{{V}_{3}}{{T}_{3}}$,即:$\frac{45S}{300}$=$\frac{60S}{{T}_{3}}$,解得:T3=400K,t2=T3-273=127℃;
答:(1)玻璃管內(nèi)氣柱的長度L1為45cm.
(2)此時管內(nèi)氣體的溫度t2為127℃.

點評 本題考查了求空氣柱的長度、氣體的溫度,分析清楚氣體的狀態(tài)變化過程、求出氣體的狀態(tài)參量是解題的前提與關(guān)鍵,應(yīng)用玻意耳定律與蓋呂薩克定律可以解題.

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D.重力勢能和彈性勢能之和一直減小

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