气体状态的非单调变化——一道气态方程习题求解的分析

在气态方程部分,有这样一道题目: 如图1所示,粗细均匀的U型玻璃管横截面积为1厘米~2,竖直放置。当温度为27℃时,封闭在管内的空气柱AB长30厘米,BC长10厘米,管内水银柱水平部分CD长18厘米,竖直部分DE长15厘米,外界大气压为75厘米汞柱。求:(1)当气温升到35℃时,管内气柱的压强为多少?(2)温度升高,水银柱在管内移动,要使水银柱不在水平管BD内,温度最小值是多少?     

一直角弯管水银柱问题"三解"的研究

一根粗细均匀弯成直角的玻璃管,一端开口,一端封闭,两边长均为100 cm,当开口竖直向上时,弯角处水银柱在横着的封闭管内封住了一定质量的理想气体.已知两边水银柱长10cm,外界大气压强p0=75cmHg,如图1(a),当从该位置顺时针旋转90°,使封闭端竖直向下时,如图1(b),求密闭气柱的长度。     

温度究竟升多高?(高一、高二、高三)

题如图1,有一开口竖直向上放置的长直玻璃管,长为85cm,内有一段长为10cm的水银柱封住了长为60cm的空气柱,大气压强为75cmHg,气温为27℃,现给被封闭的空气柱加热,问气体温度升至多高,管内水银才能全部溢出?错解以被封闭的气体为研究对象,设管的横截面积为Scm2,气体的初始状态为     

一道热学题的错解分析

一道热学题的错解分析刘兰梅原题：一端封闭一端开口的粗细均匀的细长玻璃管中，用长２４厘米的水银柱封闭一定量的空气，当管子平放时，空气柱长１５厘米，当开口向上竖直放置时，空气柱长为１１．４厘米，试求当时的大气压强是多少厘米水银柱？（设温度不变）．解：设大...     

弄清现象本质 深化习题教学

在一次关于理想气体状态方程的应用的习题课上中,笔者出示了如下二道习题: 例题1粗细均匀长为2L0(cm)的玻璃管竖直放置,开口端朝上,管内被长为L0(cm)的水银柱封闭着长为L0(cm)的空气柱,管中气体的温度为T0,大气压强为L0(cmHg),欲使管中的水银溢出一半,管内气体的温度至少要升高到多少?     

例析封闭气体的压强问题

题目:如图1所示,在一个竖直放置、下端封闭的玻璃管中,有一段5cm高的水银柱将部分空气密闭在玻璃管的下端. 若当时的大气压为75cm高水银柱,则密闭部分的空气压强为().A.75cm高水银柱B.70cm高水银柱C.80cm高水银柱D.无法判断解析:处理此问题时,一般思路是:选用于密封气体的那段水银柱为研究对象,对水银柱在竖直方向的受力情况进行分析,然后依据水银柱处于平衡状态,其所受的合力为零,进而列式求解.设大气压强为p0,密闭部分的空气压强为p,水银柱的高为h柱、横截面积为S.在竖直向下方向,水银柱受到重力G以及大气压力F0;在竖直向上方向,水银柱…     

如何变 两管判

一类有创意的U形管气体问题,水银柱怎样移动?如何确定气体的状态参量?这要由两管中水银柱的长度及气体的初始状态来共同决定.并由此进行合理、正确的推断,才能实现从未知到已知的转化,顺利解决问题.由于这类问题有效地考查了“推理能力”和“分析综合能力”等,受到命题者的“青睐”.下面结合实例谈谈这类问题的解法技巧.供大家参考.一、由两管中水银柱长度推断气体柱的位置和状态.并由此顺利解决问题.例1细长的横截面积均匀的U形玻璃管,两端都开口,管内有两段水银柱封闭着一段空气柱,若气体温度是27℃时,空气柱在U形管的左侧A、B两点之间,长度为15cm.如图1所示,图中标的长度单位为cm.若保持气体的温度不变,从左侧开口处缓慢地再注入25cm长的水银柱,管内的空气柱长为多少?为了使这     

“假设法”判断液柱及活塞的移动

1 玻璃管中封闭一部分空气柱 例1 如图1所示,开口向下并竖直插入水银槽中的粗细均匀的玻璃管内封闭着长为H的空气柱,管内水银柱高度为h,若将玻璃管竖直向上缓慢地提起（管下端未离开槽内水银面）,请分析H和h的变化情况．     

热学中液柱或活塞移动问题辨析

1液柱移动方向的判断 引起液柱移动的原因,通常有如下2类. 1)温度变化 例1如图1所示,两端封闭的均匀玻璃管内,有一段水银柱将气体分为两部分.当玻璃管与水平面成α角且管各处温度相同时,两部分气柱长之比L1:L2=1:2.现使两部分气体同时升高相同的温度,管内水银柱将向什么方向移动?     

确定气体“状态”也需要“过程”分析

我们在应用气体实验定律和理想气体状态方程解题时 ,往往特别注重气体初、末状态参量的确定 ,而忽视气体状态变化的“过程分析”和“实际状态”的确定 ,因而导致对一些题目的解答会出现不符合实际的情况 .现举两例给予说明 .例 1.一根粗细均匀弯成直角的细玻璃管 ,一端开口 ,一端封闭 ,两边均长 10 0 cm.当开口竖直向上放置时 ,弯角处水银柱在平放着的封闭管内封闭了一定质量理想气体 .已知两边水银柱均长 10 cm,外界大气压强 p0 =75cm Hg,如图 1所示 .求 :当从该位置顺时针缓慢转过 90°,使封闭端竖直向下 ,开口端水平时 ,如图2所示 ,密闭…     

一道极易失分的奥赛训练题

在奥赛训练中,训练思维的严谨性、解题过程的完善性,是训练的内容之一. 例题 两端开口的U形管中注有长为h的水银柱,若将管的右端封闭,被封闭的空气柱长为L,然后使水银柱做微小的振荡,设空气为理想气体,且认为水银振荡时右管中封闭气体经历的是绝热过程,大气压为h_0水银柱,空气的绝热过程满足pV~r=常数,试求水银的振动周期.     

液体溢出问题的类型与解决方法

在研究气体性质的问题时 ,常会遇到诸如气体的温度升高液体从容器中溢出的问题 ,那么是否只有温度升高时液体才溢出呢 ?不是的 .其实在有些问题中恰是在温度降低过程中液体溢出 ,还有的溢出过程中温度是先升高后降低的 ,液体溢出过程中温度变化类型不外以上三种 .那么如何解决这类问题呢 ?图 1[例题 ]如图 1所示 ,内径粗细均匀的Ｕ形玻璃管竖直放置 ,水平管长 5ｃｍ ,且充满水银 ,左管上端封闭 ,内有 2 7℃的理想气体 ,右管与大气相通 ,左右两管长度均为 4 0ｃｍ ,当左管内封闭气柱温度至少升到多少度时 ,水银柱全部溢出 (大气压恒为75ｃｍ…     

巧解物理选择题的6种方法

一、特殊值法取一些特殊值代入题目所给的已知条件,可以迅速确定正确答案。[例1]如图所示,粗细均匀的玻璃管长90cm.封闭端在下.开口端用长为10cm的水银柱封闭.竖直放置.外界大气压为75cmHg.则在管底加热时,管内     

水银溢出问题归类分析

“水银溢出”是中学物理热学部分的一类典型问题 ,其特点表现为 :分析条件隐蔽 ,临界取值复杂 ,所求结果通常需要讨论、验算 .正因如此 ,这类问题无形中成为许多学生认知中的难点。本文仅就常见题型作一归类分析 .一、水银因“倒置”而溢出例 1　长Ｌ=1 0 0ｃｍ且一端封闭的均匀玻璃管中 ,有一段长ｈ=2 0ｃｍ的水银柱封闭了一部分空气 .当管口向上竖直放置时 ,空气柱长ｌ1=49ｃｍ ;当管口向下竖直放置时 ,空气柱长为多少 ?(大气压强ｐ0 =76ｃｍＨｇ)解 :设倒置时气柱长为ｌ2 ｃｍ ,则 :(ｐ0 ｈ)ｌ1 =(ｐ0 -ｈ)ｌ2代入数据　 (76 2 0 ) ×…     

巧用T=2π(m/k)~(1/2)解奥赛题

T=2π(m/k)~(1/2)一般用来求简谐运动的周期,同样它也可以用它来训练学生的思维的严谨性,解题过程的完善性。例1　两端开口的U形管中注有长为h的水银柱,若将管的右端封闭,被封闭的空气柱长为L,然后使水银柱做微小的振荡,设空气为理想气体,且认为水银振荡时右管中封闭气体经历的     

应用假设法判断水银柱移动方向例析

高中物理不同的章节,都有其对应的解题方法、解题思路。假设法在热学部分教学中,用来解决判别水银柱移动方向的问题,不但能使复杂问题简单化,而且解题步骤也很简捷。下面举两例来说明。一、温度不变时,水银柱的移动方向例１如图１所示,竖直插入水银槽的细长玻璃管,管内外水银面的高度差为ｈ。现保持温度不变,将玻璃管沿竖直方向向上提起一些,则管内外水银面的高度差怎么变化？分析：以玻璃管内封闭的气体为研究对象。假设在玻璃管向上提时,水银柱的高度ｈ不变,则封闭气体的体积变大,由ｐＶ＝恒量可知,Ｖ增大,则压强减小,而…     

U形管一题多解及无解的物理意义

在气态方程的教学中有一条典型的题目:如图1(a)所示,左端封闭,右端开口的U形玻璃管中,被水银柱封有一段长l_0=15厘米的空气柱。若将U形管缓慢倒转至开口竖直向下,求空气柱的长度(设大气压为75厘米汞柱高)。     

例析三类溢汞问题的求解

注液溢汞、温升溢汞、转动溢汞是高中阶段三类常见的溢汞问题 .下面通过实例例析它们的求解方法 .1　注液溢汞例 1 .一端封闭的玻璃管开口向上 ,管内有一段高为ｈ的水银柱将一定质量的空气封闭在管中 ,空气柱长为ｌ,这时水银柱的上表面与管口相齐 .如果实验时大气压为Ｈｃｍ汞柱 ,问管中空气柱满足什么条件时 ,继续向管中倒入水银 ,水银会溢出管口 ?图 1析与解 :我们先定性分析密闭气体所发生的热学过程 ,当缓慢向管中倒入水银时 ,管中封闭空气的压强将增大 ,由玻意耳定律可知 ,当向管中倒入水银时 ,管内汞柱将缓慢下移 .设向管中倒入的汞在…     

对该类溢汞问题解法的讨论

本刊在 2 0 0 1年第 1 1期刊登了《例析三类溢汞问题的求解》一文 ,拜读之后 ,对其中的注液溢汞的解法我认为有问题 ,下面是我的看法 .原题例 1 .一端封闭的玻璃管开口向上 ,管内有一段高为ｈ的水银柱将一定质量的空气封闭在管中 ,空气柱长为ｌ,这时水银柱的上表面与管口相齐 .如果实验时大气压为Ｈｃｍ汞柱 ,问管中空气柱满足什么条件时 ,继续向管中倒入水银 ,水银将会溢出管口 ?原作者是通过向管中倒入水银时 ,倒入的水银Δｈ与封闭的空气柱的减少量Δｈ′进行比较 ,若Δｈ >Δｈ′时 ,则水银外溢 ;当Δｈ <Δｈ′时 ,水银不会外溢 ;则Δ…     

气体教学中的动态问题精析

一、玻璃管上提、下压或倾斜例1 如图1所示,开口向下并插入水银槽中的粗细均匀的玻璃管内封闭着长为H的空气柱,管内水银柱高h,若将玻璃管竖直向上缓慢地提起(管下端未离开槽内水银面),则H和h的变化情况为( ).