高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第15點(diǎn) 液柱移動(dòng)方向的判斷方法素材 粵教版選修3-3（通用）

第15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，A氣缸橫截面積為500 cm2，A、B兩個(gè)氣缸中裝有體積均為10 L、壓強(qiáng)均為1 atm、溫度均為27 的理想氣體，中間用細(xì)管連接細(xì)管中有一絕熱活塞M，細(xì)管容積不計(jì)現(xiàn)給左邊的活塞N施加一個(gè)推力，使其緩慢向右移動(dòng)，同時(shí)給B中氣體加熱，使此過(guò)程中A汽缸中的氣體溫度保持不變，活塞M保持在原位置不動(dòng)不計(jì)活塞與器壁、細(xì)管間的摩擦，周圍大氣壓強(qiáng)為1 atm105 Pa，當(dāng)推力F×103 N時(shí)，求：圖2(1)活塞N向右移動(dòng)的距離是多少厘米？(2)B氣缸中的氣體升溫到多少攝氏度？答案(1)5 cm(2)127 解析(1)pApA×105 Pa對(duì)A中氣體，由pAVApAVA得VA，解得VAVALA20 cmLA15 cmxLALA5 cm(2)對(duì)B中氣體，pBpA×105 Pa由解得TBTB400 K127 .