【气体的压强与体积的关系(2)一根粗细均匀的U型管竖直放置左-查字典问答网
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来自李振华的问题

  【气体的压强与体积的关系(2)一根粗细均匀的U型管竖直放置左端封闭右端开口大气压强为p0右端水银面比左端水银面高h管内空气柱长为L如果让该管自由下落则此时两边水银面的高度】

  气体的压强与体积的关系(2)

  一根粗细均匀的U型管竖直放置左端封闭右端开口大气压强为p0右端水银面比左端水银面高h管内空气柱长为L如果让该管自由下落则此时两边水银面的高度差为?

  答案是(1+2L/p0)h

  求详解

1回答
2020-03-04 23:14
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潘湘飞

  自由下落时,对于右端的高出左端的水银柱而言,它受到

  1)向下的重力,2)向下的大气压力,3)来自左端气体的压力,方向向上

  由于水银柱自由下落,则所受合外力必然等于重力

  也就是左端给予的向上的压强P'=向下的大气压P0

  而在未下落时,左端空气柱内的压强

  P=P0+h

  (以上3个参数均以厘米水银柱为单位)

  自由下落以后,设左端空气柱长度为L',则

  P'L'=PL

  L'=LP/P'=L(P0+h)/P0=L(1+h/P0)

  也就是左端的空气柱在发生自由下落后变长了,左端水银面下降了

  左端水银面的下降距离为

  d=L'-L=hL/P0

  由于左端水银面下降了d,所以右端水银面同时上升d

  高度差的增量为2d

  新的高度差为

  h'=h+2d=h+2hL/P0=h(1+2L/P0)

2020-03-04 23:16:56

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