问题
计算题
【选修3-3选做题】
如图所示，U型管右管内径为左管的两倍，外界大气压强P0=75 cmHg。左端封闭，封有长为30 cm的气柱，左右两管水银面高度差为37.5 cm，左端封闭端下60 cm处有一小塞子D，若将小塞子D拔去（空气能进入但水银不会流出），会在左管内产生一段新的空气柱。求：
（1）此时左管封闭端的气柱长度变为多少？
（2）新产生的气柱长为多少？
答案
解：（1）空气进入后将左端水银柱隔为两段，上段水银柱长为30 cm，取左端原有封闭气体为研究对象，则P1=P0-ρgh1=37.5cmHg，P2=P0-ρgh2=45 cmHg，L1=30 cm
由查理定律P1L1S=P2L2S
得
（2）空气柱进入后，设下段水银面下移x cm，则有
，得x=6 cm，因上段水银柱上移5 cm，故产生的气柱总长为11 cm