Question

某同學(xué)用一端封閉的U形管，研究一定質(zhì)量封閉氣體的壓強(qiáng)，如圖所示，U形管豎直放置，當(dāng)封閉氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)₀時(shí)，兩側(cè)水銀面的高度差為h，大氣壓強(qiáng)為P₀．求
①封閉氣體的壓強(qiáng)（用cmHg作單位）；
②若L₀=20cm，h=8.7cm，該同學(xué)用與U形管口徑相同的量筒往U形管內(nèi)繼續(xù)緩慢注入水銀，當(dāng)再注入13.3cm長(zhǎng)水銀柱時(shí)，右側(cè)水銀面恰好與管口相平齊．設(shè)環(huán)境溫度不變，求大氣壓強(qiáng)是多少cmHg？

Answer 1

分析：①以密封氣體為研究對(duì)象，密封氣體的壓強(qiáng)等于高度差與大氣壓強(qiáng)的和；
②密封氣體做等溫變化，求出密封氣體的長(zhǎng)度然后由波意爾定律即可求得．

解答：解：①封閉氣體的壓強(qiáng)為：
P=P₀+ρgh 
解得：P=（P₀+h）cmHg
②此時(shí)封閉氣柱長(zhǎng)為：
L₁=L₀-（h+△L-L₀）=18cm 
由波意爾定律有：
（P₀+h）L₀=（P₀+L₁）L₁  
解得：P₀=75cmHg  
答：封閉氣體的壓強(qiáng)為（P₀+h）cmHg；
②大氣壓強(qiáng)是多少75cmHg．

點(diǎn)評(píng)：此題考查的是理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用，難點(diǎn)是第二問(wèn)注入一部分水銀后要先求出密封氣柱的長(zhǎng)度．