Question

【題目】如圖所示，粗細(xì)均勻的U形管中，封閉了有兩段水銀柱和兩部分空氣柱，水銀柱A的長度h1＝25cm，位于左側(cè)封閉端的頂部。水銀柱B與A之間的空氣柱長度L1＝12.5cm，右側(cè)被活塞C封閉的空氣柱長度L2＝12.5cm，已知玻璃管周圍環(huán)境溫度t＝27℃時(shí)，右側(cè)封閉空氣柱的壓強(qiáng)恰為P0＝75cmHg，水銀柱B左右兩部分液面的高度差h2＝45cm。保持環(huán)境溫度t＝27℃不變，緩慢拉動活塞C，求：

①當(dāng)水銀柱A恰好對U形管的頂部沒有壓力時(shí)，右側(cè)封閉氣體的壓強(qiáng)為多少？

②當(dāng)U形管內(nèi)B部分的水銀面相平時(shí)，活塞C共向上移動多少？

Answer 1

【答案】①65cmHg②47.5cm。

【解析】

①左側(cè)氣體等溫變化：p1SL1＝p′1SL′1，p1＝P0﹣ρgh2＝30cmHg，p′1＝25cmHg

解得：L′1＝15cm；

故左右兩部分液面的高度差變?yōu)椋?/span>h′2＝h2﹣2（L′1﹣L1）＝40cm，

右側(cè)氣體壓強(qiáng)：p′2＝p′1+ρgh′2＝65cmHg

②B部分的水銀面相平時(shí)，左側(cè)液面下降，右側(cè)液面上升

左右側(cè)氣體壓強(qiáng)相等：p″＝25cmHg

右側(cè)氣柱：P0SL2＝p″SL″2

解得：L″2＝37.5cm；

則活塞上升：h＝L″2﹣L2+＝47.5cm