题目内容
【题目】竖直平面内有一直角形内径处处相同的细玻璃管,A端封闭,C端开口,最初AB段处于水平状态,中间有一段水银将气体封闭在A端,各部分尺寸如图所示,外界大气压强p0=75 cmHg.
①若从C端缓慢注入水银,使水银与端管口平齐,需要注入水银的长度为多少?
②若在竖直平面内将玻璃管顺时针缓慢转动90°,最终AB段处于竖直,BC段处于水平位置时,封闭气体的长度变为多少?(结果保留三位有效数字)
【答案】①24 cm ②23.4 cm
【解析】(1)以为压强单位,设A测空气长柱长度时的压强为 空气长柱长度时压强为
根据题意可得 ,
此过程为等温变化,故 ,解得
注入水银长
(2)设顺时针转动后,水银未溢出,且AB留有h长度的水银,由玻意耳定律得
,其中
解得: ,符合题意
,不合题意,舍去。
故最终封闭气体的长度为
综上所述本题答案是:①24 cm ②23.4 cm
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