Question

【題目】如圖所示，粗細(xì)均勻，兩端開口的U形管豎直放置，管的內(nèi)徑很小，水平部分BC長14cm，一空氣柱將管內(nèi)水銀分隔成左右兩段，大氣壓強(qiáng)相當(dāng)于高為76cmHg的壓強(qiáng)。

（1）當(dāng)空氣柱溫度為T1=273K，長為l1=8cm時(shí)，BC管內(nèi)左邊水銀柱長2cm，AB管內(nèi)水銀柱長也是2cm，則右邊水銀柱總長是多少?

（2）當(dāng)空氣柱溫度升高到多少時(shí)，左邊水銀恰好全部進(jìn)入豎直管AB內(nèi)?

（3）當(dāng)空氣柱溫度為490K時(shí)，兩豎直管內(nèi)水銀柱上表面高度各為多少？

Answer 1

【答案】（1）6cm（2）420K（3）6cm，4cm

【解析】

(1)由于左邊AB管內(nèi)水銀柱長是2cm，所以右邊CD管內(nèi)水銀柱長也是2cm。

右邊水銀柱總長度為：

14-2-8+2=6cm。

(2)由于：

當(dāng)左邊的水銀恰好全部進(jìn)入豎直管AB內(nèi)時(shí)，

，

設(shè)管截面積為S，則：

，；

由理想氣體狀態(tài)方程：，代入數(shù)據(jù)有

，

得：

K

(3)由于：

cmHg，

由理想氣體狀態(tài)方程：，代入數(shù)據(jù)有

，

得：

cm，

左邊豎直管AB內(nèi)水銀柱上表面高度為6cm，

右邊豎直管CD內(nèi)水銀柱上表面高度為4cm。