高中物理 模块要点回眸 第15点 液柱移动方向的判断方法素材 粤教版选修3-3（通用）

第15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，A气缸横截面积为500 cm2，A、B两个气缸中装有体积均为10 L、压强均为1 atm、温度均为27 的理想气体，中间用细管连接细管中有一绝热活塞M，细管容积不计现给左边的活塞N施加一个推力，使其缓慢向右移动，同时给B中气体加热，使此过程中A汽缸中的气体温度保持不变，活塞M保持在原位置不动不计活塞与器壁、细管间的摩擦，周围大气压强为1 atm105 Pa，当推力F103 N时，求：图2(1)活塞N向右移动的距离是多少厘米？(2)B气缸中的气体升温到多少摄氏度？答案(1)5 cm(2)127 解析(1)pApA105 Pa对A中气体，由pAVApAVA得VA，解得VAVALA20 cmLA15 cmxLALA5 cm(2)对B中气体，pBpA105 Pa由解得TBTB400 K127 .