问题 问答题

用图所示的容积计测量某种矿物的密度,测量数据和步骤如下:

(1)打开阀门K,使管A、容器C、B和大气相通,上下移动D使水银面在n处;

(2)关闭K,向上举D使水银面达到m处,这时B、D两管内水银面高度差h1=12.5cm;

(3)打开K,把400g矿物投入C,使水银面对齐n,然后关闭K;

(4)往上举D,使水银面重新到达m处,这时B、D两管内水银面高度差h2=23.7cm,m处以上容器C和管A(不包括B)的总体积是1000cm3.求矿物的密度.

答案

(1)打开阀门K,使管A、容器C、B和大气相通,上下移动D使水银面在n处;

设此时气体体积为V1,压强为P1=76cmHg.

(2)关闭K,向上举D使水银面达到m处,这时B、D两管内水银面高度差h1=12.5cm;

设此时气体体积为V2=1000cm3,压强为P2=P1+h1.由气体等温变化有:

P1V1=P2V2=(P1+h1)v2

代入数据解得:V1=1164.47cm3

(3)打开K,把400g矿物投入C,使水银面对齐n,然后关闭K;

设矿物体积为V,则此时气体体积为V1-V,压强为P1

(4)往上举D,使水银面重新到达m处,这时B、D两管内水银面高度差h2=23.7cm,

则此时气体体积为V2-V,压强为P3=P1+h2

P1(V1-V)=P3(V2-V)=(P1+h2)(V2-V)

代入数据解得:V=472.53cm3

矿物密度为ρ=

m
V
=0.0.8465g/cm3=846.5kg/m3

答:矿物的密度为846.5kg/m3

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