Question

（00年上海卷）（12分）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14厘米，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76厘米水銀柱的壓強(qiáng)。

（1）當(dāng)空氣柱溫度為開，長為厘米時，BC管內(nèi)左邊水銀柱長2厘米，AB管內(nèi)水銀柱長也是2厘米，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，左邊的水銀恰好全部進(jìn)入豎直管AB內(nèi)？

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

 

Answer 1

解析：

（1）U形管兩端均開口，所以兩豎直管內(nèi)水銀面高度應(yīng)相同，即右邊豎直管內(nèi)水銀柱高度為

（厘米）                         

 

右邊水平管內(nèi)水銀柱長度為

 

14－－2=4（厘米）

 

右邊水銀柱總長是

 

4+2=6（厘米）                    

 

（2）左邊的水銀全部進(jìn)入豎直管內(nèi)時，兩豎直管內(nèi)水銀面高度均為

 

（厘米）                   

 

此時，右邊水平管內(nèi)水銀柱長度為2厘米，所以空氣柱長為

 

=14－2=12（厘米）                        

 

                    

 

（開）

 

      

（3）設(shè)溫度為開時，空氣柱長為

 

等壓過程         

                             

（厘米）  

                

其中有2厘米進(jìn)入左邊豎直管內(nèi)

∴右管內(nèi)水銀面高度為（厘米）   

                 

左管內(nèi)水銀上表面高度為（厘米）