问题 问答题

一端开口的粗细均匀的细玻璃管长30cm,管内有一段5cm长的水银柱,当玻璃管开口向上竖直放置时,管内水银上表面离管口2.5cm,如图所示,将管在竖直平面慢慢地沿逆时针方向转动,已知大气压强为75cmHg.

问:

(1)转到水平位置时,管内空气柱长度是多少?

(2)转到什么位置时,水银恰好不致流出管口?

(角度可用反三角函数表示)

答案

(1) 24cm    

(2)管从水平位置继续向下转过arcsin0.6角时,水银恰不流出管口

(1)以管内封闭的空气柱为研究对象,在竖直位置时,

=(75+5)cmHg

=(30-5-2.5)cm气柱长

在水平位置时,=75cmHg

根据玻意耳定律:

=24cm气柱长

(2)从(1)数据可知,管在水平位置时,水银不会流出.设管从水平位置继续向下转过角时,水银恰不流出管口

则此时空气压强

=(30-5)cm气柱长,

根据玻意耳定律

80×22.5=(75-5sin)×25

sin=0.6,=arcsin0.6

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