如圖所示是一個連通器裝置，連通器的右管半徑為左管的兩倍，左端封閉，封有長為30cm的空氣柱，左右兩管水銀面高度...

問題詳情：

如圖所示是一個連通器裝置，連通器的右管半徑為左管的兩倍，左端封閉，封有長為30 cm的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為37.5 cm，左端封閉端下60 cm處有一細管用開關D封閉，細管上端與大氣連通，若將開關D開啟(空氣能進入但水銀不會進入細管)，穩定後會在左管內產生一段新的空氣柱。已知外界大氣壓強p0=75 cmHg，環境溫度不變。求：穩定後左端管內的所有空氣柱的總長度為多少？

【回答】

36 cm

【解析】空氣進入後將左端水銀柱隔為兩段，上段僅30 cm，初始狀態對左端上面空氣有

p1=p0-p1水銀=75 cmHg-37.5 cmHg=37.5 cmHg，

末狀態左端上面空氣柱壓強

p2=p0-p2水銀=75 cmHg-30 cmHg=45 cmHg，

由玻意耳定律得：

p1L1S=p2L2S，

得：L2== cm=25 cm，

因上段水銀柱上移而在其下端形成的空氣柱長為5 cm，

下段水銀柱下移，與右端水銀柱等高

設下移的距離為x，由於U形管右管內徑為左管內徑的2倍，則右管橫截面積為左管的4倍，

由等式：7.5-x=，

解得：x=6 cm，

所以左管內的空氣柱總長為：

L=(6+5+25) cm=36 cm。

知識點：氣體的等溫變化

題型：計算題