Question

所示装置用均匀细玻璃管做成a管顶端开口b管顶端封闭。高一物理气体问题

所示装置用均匀细玻璃管做成，a管顶端开口，b管顶端封闭。当底部的阀门关闭时，a管内水银面高h1=35cm，b管内水银面高h2=10cm，管顶有长30cm的空气柱，a，b管离开中心的距离L1=L2=20cm，大气压强为75cmHg。现打开底部的阀门，与外界连通，有部分水银流出，待稳定后，试求：（1）留在a管内的水银柱高度h1'；（2）在b管内的空气柱长度L'

Answer 1

1、因为：a管上下均与大气相通
所以：a管内的水银柱高度h1'=0cm
2、研究对象：b管内的空气柱
应用理想气体状态方程PV=nRT
∵nRT前后不变
∴P1V1=P2V2
可表示成 P1L=P2L'
P1=Po+h1-h2=100cmHg
L=30cm
如果：L'≤b管总长40cm时
P2=Po-(40-L')=35+L' cmHg
带入方程：100×30=(35+L')×L'
解方程得：L'=40cm 或L'=-75(舍去)
如果L'≥b管总长40cm时
P2=75cmHg
带入方程：100×30=75L'
解方程得：L'=40cm
∴ 在b管内的空气柱长度L'为40cm