题目内容
如图所示,在左端封闭右端开口的、粗细均匀的U形管中, 有一段空气柱将水银分为A、B两部分,A位于封闭端的顶部。已知在温度t=87℃时,空气柱的长度L=12.5cm,水银柱A的长度h1=25cm,B部分的两液面的高度差h2=45cm,外界大气压强P0=75cmHg。试求:
(1)当空气柱的温度为多少摄氏度时,A部分的水银柱恰好对U形管的顶部没有压力.
(2)保持空气柱在(1)情况下的温度不变,在右管中注入多少厘米长的水银柱,可以使U形管内B部分的水银面相平.
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(1) 以封闭在左管中的气体为研究对象,
初状态:T=360K, p1=(75-45)cmHg=30cmHg,V1=12.5Scm3 (1分)
在水银柱A对U形管的顶部没有压力时:T′=273+t′,p2=25cmHg (1分)
h2’=(75-25)cm=50cm
V2=10Scm3 (1分)
,
(2分)
(2) 状态3:T3=T′, p3=p0=75cmHg,V3=L’’Scm3 (1分)
p2V2=p3V3
(2分)
注入的水银柱长度为:
(2分)
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