专题03 热学水银柱模型计算13.docx
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专题03热学水银柱模型计算32021年高考物理一轮复习基础夯实专练13.如图所示，竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积为=8 cn?的金属球形容器 连通用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体。当环境温度九二27 时,U形玻璃 管右侧水银面比左侧水银面高出尸15 cm,水银柱上方玻璃管中的空气柱长=4 cm。现在 左管中加入水银，保持温度不变,使两边水银柱在同一高度。(已知大气压po=75 cmHg,U形玻 璃管的横截面积S=0.5 cm2)(1)求需要加入的水银柱的长度I。若使右管水银面恢复到原来的位置,则封闭气体应加热到多少摄氏度?【答案(1)23 cm (2)142 【解析】：(1)以球形容器中的理想气体为研究对象,初状态压强：pi=o-15 cmHgVi = Vo+%S(2)末状态：压强2=po=75 cmHg根据玻意耳定律有-二2 V2解得:V2=8 cm3即水银正好到球的底部加入的水银柱长度： /=i+2/zo=23 cm(2)以球形容器中的理想气体为研究对象,初状态:压强pi=po-15 cmHg,温度 Ti=300 K末状态:压强：3 =po+8 cmHg(8)设温度为八根据查理定律有： 且=区7；7；解得：7=415 K即气体应加热到142 o
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