Question

【題目】如圖所示，金屬容器被不漏氣的活塞P分成A，B兩部分，A與U形管壓強(qiáng)計(jì)相連，B與閥門K相連．整個(gè)容器內(nèi)溫度均勻而且恒定，A內(nèi)充有1.5 L空氣，B內(nèi)充有3 L氧氣，大氣壓強(qiáng)為p0＝76 cmHg，此時(shí)U形管壓強(qiáng)計(jì)左右兩管水銀高度差為h＝38 cm.打開閥門K，直到壓強(qiáng)計(jì)左右兩管水銀面高度差為h′＝19 cm時(shí)，再關(guān)閉閥門K.求這時(shí)容器內(nèi)B中氧氣質(zhì)量與原來氧氣質(zhì)量的比值．不計(jì)活塞P和容器壁之間的摩擦．

Answer 1

【答案】

【解析】

試題A、B兩部分的氣體壓強(qiáng)始終相等，通過左邊的水銀柱求得被封閉氣體的壓強(qiáng)，分別求出A、B兩部分氣體的體積變化，用B部分氣體變化后留在金屬容器中的氣體的體積與B部分氣體變化后的總體積求比值，即為B中氧氣質(zhì)量與原來氧氣質(zhì)量的比值。

設(shè)打開開關(guān)K之前A，B內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)均為p，則有：p＝p0＋h＝(76＋38)cmHg＝114cmHg

A，B內(nèi)部氣體的體積分別為：V1＝1.5 L，V2＝3 L，

設(shè)打開開關(guān)K又閉合后時(shí)A，B內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)均為p′，

則有：p′＝p0＋h′＝(76＋19) cmHg＝95 cmHg

A內(nèi)部氣體的體積變?yōu)?/span>V1′，B內(nèi)部原有氣體的體積變?yōu)?/span>V2′

對A中氣體，有：pV1＝p′V1′

代入數(shù)據(jù)得：V1′＝1.8 L

對B中原有氣體，有：pV2＝p′V2′

代入數(shù)據(jù)得：V2′＝3.6 L

開關(guān)K又閉合后，B中剩余氣體的體積為：

V＝V1＋V2－V1′＝(1.5＋3－1.8) L＝2.7 L；

B中氧氣質(zhì)量與原來氧氣質(zhì)量的比值為：