Question

高一物理高手进：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14cm……求过程讲解

一空气柱将水银柱分割成左右两段．大气压相当于76cm水银柱
(1)当空气柱温度为＝273K，空气柱长为＝8cm时，BC管内左边水银柱长2cm，则右边水银柱总长是多少？
(2)当空气柱温度升高到多少时，左边的水银柱恰好全部进入竖直管AB内？
(3)当空气柱的温度为490K时两竖直管内水银柱上表面高度各为多少？

Answer 1

答：1、右边水银柱高应该和左边等高，即2cm；已知bc=14cm，那么右边水银柱水平段长度=14-（2+8）=4cm；则右边水银柱的总长为2+4=6cm；
2、利用PV=nRT公式，P1V1/P2V2=T1/T2；273k时空气柱的压力设为P1=76+2cm汞柱=78cm汞柱；空气柱长度L1=8cm；当左边水银柱恰好全部进入竖直管AB时，加热后空气柱内的压力为P2=76+4cm汞柱=80cm汞柱，空气柱长度L2=12cm，T2=420k；
3、设此时的空气柱长度为L3,压力为P3，P3=P2，温度为T3，当空气柱温度为490k时，压力与420k时相同，即P3=P2，还是利用P3L3/P2L2=T3/T2，可以求出L3=14.36cm,右边的水银柱液面高度不会变化，还是4cm；左边的液面高度=4+（14.36-12）=6.36cm

Answer 2

首先因为管子很细，所以水平部分水银压强可以忽略。第一问，两边水银压强一样（空气柱平衡），所以右边竖直部分高度也为2，管子水平部分总长为14，所以右边总长相信你已经会了。
第二问：由第一问可以得出左边水银压强+大气压=空气柱压强，而空气柱压强有理想气体公式得P=NRT/V，v=L乘以S。L为空气柱的长度，S为管子截面积，这是当T=273K时有一个等式。类似的当T升高到TI时左边水银压强+大气压=空气柱压强仍然成立，此时右边水银压强仍等于空气柱压强，和第一问类似算出此时用边总长，得到此时空气柱的长，又是一个等式吧，两个一比T1就出来了。第三问和上一问类似，你自己算吧，我都说完了也没什么意思，对吧 ，不好意思啊，

追问

请问，为什么算压强的时候只要加上一边的水银柱高度就行了呢？？明明左右两边都有水银柱的啊

Answer 3

1）两端开口，说明在同一大气压下，所以两边的的压力应该相等，就是高度相等，c处也为2.
水平的长度为14-2-8=4，所以右边水银总长为6cm
2）水银柱进入AB时，气柱总长应该为12cm，T=273时，气柱为8cm，此时与气柱有关的其他条
件不变，只与温度和压力有关。8cm时，温度升高是压力P1=2P,这是温度为T1，所
以T1=2T。
3)道理是一样的！

10年没做题了，也不知道对不对！见笑啊，不对告诉我一声啊，我也学习学习

追问

请问，为什么算压强的时候只要加上一边的水银柱高度就行了呢？？明明左右两边都有水银柱的啊