Question

5．如圖所示，U型細玻璃管豎直放置，各部分水銀柱的長度分別為L₂=25cm、L₃=25cm、L₄=10cm，A端被封空氣柱的長度為L₁=60cm，BC在水平面上．整個裝置處在恒溫環(huán)境中，外界氣壓P₀=75cmHg．將玻璃管繞B點在紙面內(nèi)沿逆時針方向緩慢旋轉(zhuǎn)90°至AB管水平，求此時被封空氣柱的長度．

Answer 1

分析 先假設(shè)水品管中水銀沒有進入左管，根據(jù)玻意耳定律求出氣體長度，對結(jié)果進行檢驗，與實際不符，說明有水平管中有水銀進入左管，再根據(jù)玻意耳定律列式即可求解；

解答 解：由玻意耳定律：${p}_{1}^{\;}{V}_{1}^{\;}={p}_{3}^{\;}{V}_{3}^{\;}$
代入數(shù)據(jù)：$（75-25+10）×60S=（75+25）×{l}_{1}^{″}$
解得：${l}_{1}^{″}=36cm$，${l}_{1}^{″}$＜（60-10）cm不成立  
所以：設(shè)原水平管中有長為xcm的水銀進入左管
（75-25+10）×60S=（75+25-x）×（60-10-x）S
解得：x=10cm
所以${l}_{1}^{″}=60-10-x=40cm$
答：此時被封空氣柱的長度40cm

點評 本題考查玻意耳定律的應(yīng)用，難點在于要注意判斷出有水銀進行左側(cè)玻璃管，應(yīng)用玻意耳定律時，一定要確定好初末狀態(tài)參量．