问题 问答题

如图,粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口,管内有一段水银柱,右管内气体柱长为39cm,中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm.先将口B封闭,再将左管竖直插入水银槽中,设整个过程温度不变,稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm,求:

(1)稳定后右管内的气体压强p;

(2)左管A端插入水银槽的深度h.(大气压强p0=76cmHg)

答案

(1)插入水银槽后右管内气体等温变化,左管竖直插入水银槽中后,右管体积为:V=(l0-

△h
2
)  S

由玻意耳定律得:

p0l0S=p(l0-

△h
2
) S

带入数据解得:p=78cmHg.

故稳定后右管内的气体压强:p=78cmHg.

(2)插入水银槽后左管压强:p1=p+△h=80cmHg    ①

左管竖直插入水银槽中时,槽内水银表面的压强为大气压强,设左管内外水银面高度差为h1,此时左管内压强还可以表示为:

p1=p0+h1     ②,联立①式解得h1=4cm

中、左管内气体等温变化此时有:

p0lS=p1l1S

解得:l1=38cm.

左管插入水银槽深度h=l-l1+

△h
2
+h1=7cm.

故左管A端插入水银槽的深度h=7cm.

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