题目内容

A:如图所示,一根粗细均匀一端封闭的玻璃管,注入60mm的水银柱,水平放置时封闭端空气柱与开口端气柱长均为140mm.若将管缓慢转动,然后开口向下竖直插入水银槽中,使得封闭端气柱长133mm.外界大气压强Po=760mmHg,求水银槽中水银进入玻璃管开口端的长度△h.

【答案】分析:对于上端封闭的气体,该过程可以分为两个:玻璃管有水平到竖直,然后由竖直插入水银槽,两次用玻意耳定律列式求解;然后以封闭的另一部分气体为研究对象,也利用玻意耳定律列式求解即可.
解答:解:(1)以气体A为研究对象,在玻璃管由水平转到竖直位置的过程中,
设玻璃管横截面积是S,PA=76cmHg,VA=14S,PA′=76cmHg-L=70cmHg,VA′=lA2S,
有玻意耳定律得:PAlA1S=PA′lA2S          



从状态①→③有玻意耳定律得:PlA1S=PA3lA3 S  
  
研究B气体,PB2=P=76cmHg            
lB2=34-15.2-6cm=12.8cm    
PB3=PA3+6=86cmHg          
气体从状态②→③有玻意耳定律得:PB2lB2S=PB3lB3S     

进入管中的水银的长度为△h=34-13.3-6-11.31cm=3.39cm  
答;水银槽中水银进入玻璃管开口端的长度△h为3.39cm.
点评:本题考查了玻意耳定律的应用,要掌握应用玻意耳定律解题的一般步骤与思路;解题时要注意玻璃管由水平位置变为竖直位置时,B气体长度变为9cm而不是12cm
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