【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

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

2020-03-0423:14

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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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