Question

【题目】如图所示，一开口的玻璃管与水平面的夹角为30°，玻璃管总长度为L＝95cm，玻璃管内用水银柱封闭了一段长度为l1＝30cm的空气柱，水银柱的长度h＝50cm。现将玻璃管在竖直平面内顺时针缓慢旋转到管口竖直向上放置，玻璃管导热良好，环境温度恒定，取大气压强p0＝75 cmHg。)

I.求玻璃管转到管口竖直向上放置时空气柱的长度;

II..玻璃管转到管口竖直向上放置时固定，缓慢向管内注人水银直到水银面与管口相平，求注入水银柱的长度。

Answer 1

【答案】I. II.

【解析】

I．初始时水银柱受力如图甲，设该玻璃管横截面积为S，由受力平衡

解得 ，旋转到竖直位置时水银柱受力如图乙，由受力平衡得

求得 ，封闭空气柱等温变化，由，求得 。

II．加水银柱到管口时水银柱受力如图丙，由受力平衡

封闭空气柱等温变化，由

解得 ，所以注入水银柱的长度为。

答：I. II.