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(00年上海卷)(12分)如图所示,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14厘米,一空气柱将管内水银分隔成左右两段,大气压强相当于高为76厘米水银柱的压强。

(1)当空气柱温度为开,长为厘米时,BC管内左边水银柱长2厘米,AB管内水银柱长也是2厘米,则右边水银柱总长是多少?

(2)当空气柱温度升高到多少时,左边的水银恰好全部进入竖直管AB内?

(3)当空气柱温度为490开时,两竖直管内水银柱上表面高度各为多少?

 

解析

(1)U形管两端均开口,所以两竖直管内水银面高度应相同,即右边竖直管内水银柱高度为

(厘米)                         

 

右边水平管内水银柱长度为

 

14--2=4(厘米)

 

右边水银柱总长是

 

4+2=6(厘米)                    

 

(2)左边的水银全部进入竖直管内时,两竖直管内水银面高度均为

 

(厘米)                   

 

此时,右边水平管内水银柱长度为2厘米,所以空气柱长为

 

=14-2=12(厘米)                        

 

                    

 

(开)

 

      

(3)设温度为开时,空气柱长为

 

等压过程         

                             

(厘米)  

                

其中有2厘米进入左边竖直管内

∴右管内水银面高度为(厘米)   

                 

左管内水银上表面高度为(厘米)

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