问题 计算题

如图所示,U形管两细管粗细均匀长度相等,左端封闭,右端开口,水平部分长20cm。有两段8cm长水银柱等高,各封住长为30cm的空气柱A和长为40cm的空气柱B,两气体温度均为27oC,大气压强恒定。现使A、B温度缓慢升高,最终都达到57 oC。问:

(1)空气柱A的最终长度。  

(2)右管内水银柱移动的距离。 

答案

(1)33cm(2)7cm

根据气体状态方程列式求解,对A气体可先假设水银柱未进入水平管,利用等压变化求解后再判断是否成立;对B气体利用等压变化求解。

(1) 对A气体,假设水银柱未进入水平管,气体等压变化遵循(2分)

代入数据  解得=33cm  故假设正确(2分)

(2) 对B气体,等压变化遵循   (2分)

代入数据,解得=44cm   (2分)

右管内水银柱向上移动距离为△h="44-" 40+3cm=7cm    (2分)

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