高中物理 模块要点回眸 第12点 液柱移动方向的判断方法素材 新人教版选修3-3（通用）

第12点液柱移动方向的判断方法 用液柱或活塞隔开的两部分气体，当气体温度变化时，往往气体的状态参量p、V、T都要发生变化，直接判断液柱或活塞的移动方向比较困难，通常先进行气体状态的假设，然后应用查理定律求解其一般思路为：1先假设液柱或活塞不发生移动，两部分气体均做等容变化2对两部分气体分别应用查理定律的分比式pp，求出每部分气体压强的变化量p，并加以比较对点例题粗细均匀，两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为A和B两部分，如图1所示，已知两部分气体A和B的体积关系是VB3VA，且开始时温度相同，将玻璃管两端的气体温度均升高相同温度的过程中，水银将()图1A向A端移动B向B端移动C始终不动D以上三种情况都有可能解题指导假设水银柱不发生移动，则两部分均做等容变化，由查理定律的分比式pp判断由于pApB，TATB，TATB，所以pApB所以水银柱始终不动，故假设正确答案C特别提醒此例题中是两边升温且液柱两边横截面积相等所以只需比较压强的变化量若是降温或液柱两边横截面积不相等，则应注意比较变化后液柱两边受力的大小，具体分析如下：(1)如果液柱两端的横截面积相等，且p均大于零，意味着两部分气体的压强均增大，则液柱向p值较小的一方移动；若p均小于零，意味着两部分气体的压强均减小，则液柱向压强减小量较大的一方(即|p|较大的一方)移动；若p相等，则液柱不移动(2)如果液柱两端的横截面积不相等，则应考虑液柱两端的受力变化(pS)若p均大于零，则液柱向pS较小的一方移动；若p均小于零，则液柱向|pS|值较大的一方移动；若pS相等，则液柱不移动如图2所示，两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内，有一长为h的水银柱，将管内气体分为两部分已知l22l1.若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将如何移动？(原来温度相同)图2答案向上移动解析(1)假设法假设升温后水银柱不动，两部分气体都做等容变化，分别对两部分气体应用查理定律：上段：，所以p2p2.p2p2p2p2p2.同理，下段：p1p1.又因为T2T1，T1T2，p1p2h cmHgp2，所以p1p2，即水银柱向上移动(2)图象法在同一pT图上画出两段气柱的等容线，如图因在温度相同时，p1p2，得气柱l1等容线的斜率较大当两气柱升高相同的温度T时，其压强的增量p1p2，所以水银柱向上移动