Question

（2011?徐匯區模擬）豎直放置的導熱U形管左管內徑為右管內徑的2倍，左端開口，右端封有一定質量的理想氣體，溫度為7℃．當大氣壓強p₀=75cmHg時，管內液面高度差為40cm（如圖所示），此時氣柱長40cm．右管水銀面下25厘米處的B點原有一只小釘穿在B孔中．今將釘子拔出，待環境溫度變為27℃且管內水銀面穩定時，則管內封閉氣柱的長度為

30

cm，管內新產生的空氣柱的長度為

22

cm．

Answer 1

分析：能夠進行受力分析，運用平衡知識解決問題．
根據氣體狀態方程和已知的變化量去計算其它的物理量．

解答：解：當大氣壓強p₀=75cmHg時，管內液面高度差為40cm，
所以右端上部氣柱壓強P₁=35cmHg 
體積V₁=40S   溫度T₁=7+273=280K
 今將釘子拔出，P₂=P₀-25=50cmHg      T₂=27+273=300K
根據氣體狀態方程得：

35×40S

280

=

50×V2

300

得V₂=30S     
所以管內封閉氣柱的長度為30cm．
右管下面的40cm下一半有15cm，因為此處P=P₀  所以左右水銀面平齊．
∵r_左=2r_右∴S_左=4S_右 
∴15cm平分高度到兩邊得右邊為3cm
∴管內新產生的空氣柱的長度為80-30-25-3=22cm．
故答案為：30，22．

點評：能用靜力學觀點確解決各處壓強的關系．
要注意研究過程中哪些量不變，哪些量變化．