高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第12點(diǎn) 液柱移動(dòng)方向的判斷方法素材 新人教版選修3-3（通用）

第12點(diǎn)液柱移動(dòng)方向的判斷方法 用液柱或活塞隔開(kāi)的兩部分氣體，當(dāng)氣體溫度變化時(shí)，往往氣體的狀態(tài)參量p、V、T都要發(fā)生變化，直接判斷液柱或活塞的移動(dòng)方向比較困難，通常先進(jìn)行氣體狀態(tài)的假設(shè)，然后應(yīng)用查理定律求解其一般思路為：1先假設(shè)液柱或活塞不發(fā)生移動(dòng)，兩部分氣體均做等容變化2對(duì)兩部分氣體分別應(yīng)用查理定律的分比式pp，求出每部分氣體壓強(qiáng)的變化量p，并加以比較對(duì)點(diǎn)例題粗細(xì)均勻，兩端封閉的細(xì)長(zhǎng)玻璃管中，有一段水銀柱將管中氣體分為A和B兩部分，如圖1所示，已知兩部分氣體A和B的體積關(guān)系是VB3VA，且開(kāi)始時(shí)溫度相同，將玻璃管兩端的氣體溫度均升高相同溫度的過(guò)程中，水銀將()圖1A向A端移動(dòng)B向B端移動(dòng)C始終不動(dòng)D以上三種情況都有可能解題指導(dǎo)假設(shè)水銀柱不發(fā)生移動(dòng)，則兩部分均做等容變化，由查理定律的分比式pp判斷由于pApB，TATB，TATB，所以pApB所以水銀柱始終不動(dòng)，故假設(shè)正確答案C特別提醒此例題中是兩邊升溫且液柱兩邊橫截面積相等所以只需比較壓強(qiáng)的變化量若是降溫或液柱兩邊橫截面積不相等，則應(yīng)注意比較變化后液柱兩邊受力的大小，具體分析如下：(1)如果液柱兩端的橫截面積相等，且p均大于零，意味著兩部分氣體的壓強(qiáng)均增大，則液柱向p值較小的一方移動(dòng)；若p均小于零，意味著兩部分氣體的壓強(qiáng)均減小，則液柱向壓強(qiáng)減小量較大的一方(即|p|較大的一方)移動(dòng)；若p相等，則液柱不移動(dòng)(2)如果液柱兩端的橫截面積不相等，則應(yīng)考慮液柱兩端的受力變化(pS)若p均大于零，則液柱向pS較小的一方移動(dòng)；若p均小于零，則液柱向|pS|值較大的一方移動(dòng)；若pS相等，則液柱不移動(dòng)如圖2所示，兩端封閉、粗細(xì)均勻、豎直放置的玻璃管內(nèi)，有一長(zhǎng)為h的水銀柱，將管內(nèi)氣體分為兩部分已知l22l1.若使兩部分氣體同時(shí)升高相同的溫度，管內(nèi)水銀柱將如何移動(dòng)？(原來(lái)溫度相同)圖2答案向上移動(dòng)解析(1)假設(shè)法假設(shè)升溫后水銀柱不動(dòng)，兩部分氣體都做等容變化，分別對(duì)兩部分氣體應(yīng)用查理定律：上段：，所以p2p2.p2p2p2p2p2.同理，下段：p1p1.又因?yàn)門(mén)2T1，T1T2，p1p2h cmHgp2，所以p1p2，即水銀柱向上移動(dòng)(2)圖象法在同一pT圖上畫(huà)出兩段氣柱的等容線，如圖因在溫度相同時(shí)，p1p2，得氣柱l1等容線的斜率較大當(dāng)兩氣柱升高相同的溫度T時(shí)，其壓強(qiáng)的增量p1p2，所以水銀柱向上移動(dòng)