Question

（00年上海卷）（12分）如图所示，粗细均匀，两端开口的U形管竖直放置，管的内径很小，水平部分BC长14厘米，一空气柱将管内水银分隔成左右两段，大气压强相当于高为76厘米水银柱的压强。

（1）当空气柱温度为开，长为厘米时，BC管内左边水银柱长2厘米，AB管内水银柱长也是2厘米，则右边水银柱总长是多少？

（2）当空气柱温度升高到多少时，左边的水银恰好全部进入竖直管AB内？

（3）当空气柱温度为490开时，两竖直管内水银柱上表面高度各为多少？

 

Answer 1

解析：

（1）U形管两端均开口，所以两竖直管内水银面高度应相同，即右边竖直管内水银柱高度为

（厘米）                         

 

右边水平管内水银柱长度为

 

14－－2=4（厘米）

 

右边水银柱总长是

 

4+2=6（厘米）                    

 

（2）左边的水银全部进入竖直管内时，两竖直管内水银面高度均为

 

（厘米）                   

 

此时，右边水平管内水银柱长度为2厘米，所以空气柱长为

 

=14－2=12（厘米）                        

 

                    

 

（开）

 

      

（3）设温度为开时，空气柱长为

 

等压过程         

                             

（厘米）  

                

其中有2厘米进入左边竖直管内

∴右管内水银面高度为（厘米）   

                 

左管内水银上表面高度为（厘米）