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有一端封闭的长l=0.7m的细玻璃管竖直放置 开口端向上。今向其中注入水银。注入过程中 少许
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有一端封闭的长l=0.7m的细玻璃管竖直放置,开口端向上。今向其中注入水银。注入过程中,少许空气外逸。当管内水银柱高为h=0.2m时,水银面恰与管顶相齐。用手指将管口封住,将管轻轻倒转,再到竖直位置时,放开手指,这时有部分水银泄出。若空气温度不变,大气压为p=9.98×104Pa,问留在管内的水银柱的长度是多少?
参考答案
本题为等温过程。
管内封闭的气体在管开口向上时是初态1,在开口向下时是末态2。设大气压强为p0,气体压强为p1、p2,均用mHg表示。在2态时水银柱高设为h2,则
p1=p0+h, p2=p0-h2
设管横截面积为S,则封闭气体体积为
V1=(l-h)S, V2=(l-h2)S
对等温过程,有p1V1=p2V2,即
(p0+h)(l-h)S=(p0-h2)(l-h2)S
整理得