题目内容
【题目】横截面积处处相同的U形玻璃管竖直放置,左端封闭,右端开口。初始时,右端管内用h1=4cm的水银柱封闭一段空气柱A,左端管内用水银封闭长为L=14cm的空气柱B,这时水银柱左右两液面高度差为h2=8cm,如图甲所示。已知大气压强p0=76.0cmHg,环境温度不变。求:
(1)初始时空气柱B的压强(以cmHg为单位);
(2)若将U形玻璃管缓慢旋转,使U形管竖直倒置(水银未混合未溢出),如图乙所示。当管中水银静止时空气柱B的长度L′。
【答案】(1)72cmHg;(2)12cm
【解析】
(1)空气柱A的压强为
空气柱B的压强为
(2)若将U形玻璃管缓慢旋转,使U形管竖直倒置,则此时空气柱A的压强为
设B气体上部的两边玻璃管内的水银液面差为h3,则空气柱B的压强为
pB'=pA′+ h3
空气柱B的长度
由玻意耳定律可得
pBL=pB'L'
联立解得
h3=12cm
空气柱B的长度L′=12cm
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