题目内容

如图所示,一根粗细均匀的玻璃管长为80 cm,一端开口,一端封闭。管内有一段25 cm长的汞柱将一段空气柱封闭于管中,当玻璃管水平放置时,空气柱长为40 cm。问当玻璃管开口向下竖直放置时,管内空气柱长为多少?(假设温度保持不变,外界大气压为75cmHg)

某同学解法为:

始、末两状态的压强分别为:P1=75 cmHg ,P2=75-25=50 cmHg      

此过程为等温变化,根据玻意耳定律有:P1V1=P2V2  

即:L2= P1L1/ P2=75×40/50=60cm

你认为他的解法是否正确?若正确,请说明理由;若错误,也请说明理由,并且写出正确解的步骤和结果。

解:

(1)他的解法不正确。

从他的计算结果看:60cm+25cm>80cm,所以玻璃管开口向下时水银会漏出。

(2)设留在管内水银长为h

P1V1=P2V2 

75×40=(75-h)×(80-h)

h≈22.67cm            

管内空气柱长为:L=L0-h=(80-22.67)cm=57.33cm     


解析:

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