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如图1所示,左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置,左管中封闭有长为L=20cm的空气柱,两管水银面相平,水银柱足够长.已知大气压强为p0=75cmHg.(1)若将装置翻转180°,使U形细玻璃
题目详情
如图1所示,左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置,左管中封闭有长为L=20cm的空气柱,两管水银面相平,水银柱足够长.已知大气压强为p0=75cmHg.
(1)若将装置翻转180°,使U形细玻璃管竖直倒置(水银未溢出),如图2所示.当管中水银静止时,求左管中空气柱的长度;
(2)若将图1中的阀门S打开,缓慢流出部分水银,然后关闭阀门S,右管水银面下降了H=35cm,求左管水银面下降的高度.
(1)若将装置翻转180°,使U形细玻璃管竖直倒置(水银未溢出),如图2所示.当管中水银静止时,求左管中空气柱的长度;
(2)若将图1中的阀门S打开,缓慢流出部分水银,然后关闭阀门S,右管水银面下降了H=35cm,求左管水银面下降的高度.
▼优质解答
答案和解析
(1)设左管中空气柱的长度增加h,由玻意耳定律:p0L=(p0-2h)(L+h)
代入数据解得:h=0或h=17.5cm
所以,左管中空气柱的长度为20cm或37.5cm
(2)设左管水银面下降的高度为x,左、右管水银面的高度差为y,由几何关系:x+y=H
由玻意耳定律:p0L=(p0-y)(L+x)
联立两式解得:x2+60x-700=0
解方程得:x=10cm x=-70cm(舍去)
故左管水银面下降的高度为10cm
答:(1)左管中空气柱的长度为20cm或37.5cm
(2)左管水银面下降的高度为10cm
代入数据解得:h=0或h=17.5cm
所以,左管中空气柱的长度为20cm或37.5cm
(2)设左管水银面下降的高度为x,左、右管水银面的高度差为y,由几何关系:x+y=H
由玻意耳定律:p0L=(p0-y)(L+x)
联立两式解得:x2+60x-700=0
解方程得:x=10cm x=-70cm(舍去)
故左管水银面下降的高度为10cm
答:(1)左管中空气柱的长度为20cm或37.5cm
(2)左管水银面下降的高度为10cm
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