[答案] (1)28 Pa (2)或1.3
利用气体实验定律解决问题的基本思路
[集训冲关]
1.(2016·全国甲卷)一氧气瓶的容积为0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气。若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。
解析:设氧气开始时的压强为p1,体积为V1,压强变为p2(2个大气压)时,体积为V2。根据玻意耳定律得
p1V1=p2V2①
重新充气前,用去的氧气在p2压强下的体积为
V3=V2-V1②
设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0,则有
p2V3=p0V0③
设实验室每天用去的氧气在p0压强下的体积为ΔV,则氧气可用的天数为
N=④
联立①②③④式,并代入数据得
N=4(天)⑤
答案:4天
2.(2017·汉中质检)两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内,如图所示质量均为m=10 kg的活塞A、B在外力作用下静止于左右管中同一高度h处,将管内空气封闭,此时管内外空气的压强均为p0=1.0×105 Pa,左管和水平管横截面积S1=10 cm2,右管横截面积S2 =20 cm2,水平管长为3h,现撤去外力让活塞在管中下降,求两活塞稳定后所处的高度。(活塞厚度均大于水平管直径,管内气体初末状态温度相同,g取10 m/s2)
解析:撤去外力时,左、右活塞对管内空气的压强分别为:
p左=p0+=1×105 Pa+ Pa=2×105 Pa=2p0
p右=p0+=1×105 Pa+ Pa=1.5×105 Pa=1.5p0
所以两活塞均会下降。设两活塞都降到水平管口,此时管内空气的压强依玻意耳定律可得
p0×(4hS1+hS2)=p×3hS1,解得p=2p0。
可见,左边活塞能降到水平管口,右边活塞只能降到离水平管口的高度为x处
管内空气压强p′=p右=1.5p0
依玻意耳定律:p0×(4hS1+hS2)=1.5p0×(3hS1+xS2)
解得x=