Question

【題目】如圖所示，粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，左管上端封閉，封口處有一段水銀柱1，右管上端開口且足夠長，另有兩段水銀柱2、3封閉了A、B兩部分理想氣體，開始時(shí)，三段水銀柱長均為10 cm，A氣柱長為20 cm，B氣柱長為10cm，氣柱A和水銀柱2各有一半長度在水平部分，環(huán)境溫度為27°C ，外界大氣壓強(qiáng)P =75 cnHg現(xiàn)保持環(huán)境溫度不變；在右管.中緩慢注入水銀使水銀柱2在豎直管中的水銀剛好全部壓入水平管中.求:

①?zèng)]有在右管中注入水銀時(shí)，水銀柱1對(duì)玻璃管封口的壓強(qiáng);

②水銀柱2在豎直管中的水銀剛好全部壓入水平管中時(shí)，注入右管中水銀柱的長。

Answer 1

【答案】①80 cmHg.；②35 cm

【解析】

①?zèng)]有在右管中注入水銀時(shí)，根據(jù)力的平衡可知，A中氣體的壓強(qiáng)

根據(jù)力的平衡，封口對(duì)水銀柱1的壓強(qiáng)

解得

根據(jù)牛頓第三定律可知，水銀柱1對(duì)玻璃管封口的壓強(qiáng)大小為80 cmHg.

②對(duì)A部分氣體研究，設(shè)當(dāng)水銀柱2剛好全部被壓入水平管中時(shí)，壓強(qiáng)為p1.

根據(jù)玻意耳定律有

其中

解得

設(shè)需要注入的水銀柱長為L cm，則

解得

L= 35cm

即需要注入的水銀柱的長為35 cm