Question

【題目】如圖，一帶有活塞的氣缸通過底部的水平細(xì)管與一個上端開口的豎直管相連，氣缸與豎直管的橫截面面積之比為3：1，初始時，該裝置的底部盛有水銀；活塞與水銀面之間有一定量的氣體，氣柱高度為l（以cm為單位）；豎直管內(nèi)的水銀面比氣缸內(nèi)的水銀面高出 ．現(xiàn)使活塞緩慢向上移動 ，這時氣缸和豎直管內(nèi)的水銀面位于同一水平面上，求初始時氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)（以cmHg為單位）．

Answer 1

【答案】解：設(shè)S為氣缸的橫截面積，P為活塞處于初始位置時汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，P0為大氣壓強(qiáng)，有：
P=P0+ ①
在活塞上移 后，汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)變?yōu)镻0 ， 設(shè)氣體的體積為V′，由玻義耳定律，有：
P0V′=PSl ②
設(shè)汽缸內(nèi)水銀面上升△x，有：
③
④
聯(lián)立①②③④式，解得 （cmHg）；
答：初始時氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為 （cmHg）．
【解析】初始位置，根據(jù)水銀柱中同一高度壓強(qiáng)相同，求出封閉氣體壓強(qiáng)；氣缸和豎直管內(nèi)的水銀面位于同一水平面上，根據(jù)幾何關(guān)系求解出封閉氣體的長度，氣壓等于大氣壓；等溫變化，根據(jù)玻義耳定律列式求解．