气体压强高一物理。。

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/22 15:29:16
在粗细均匀的细玻璃管中部放置一水银柱,管两端封闭,当玻璃管水平放置时,水银柱恰好在管中部,此时其内部气体压强相当于760mm高水银柱产生的压强,当管竖直放置时,水银柱上部空气柱长为下部空气柱长的2倍,求管内水银柱的长度为多少?

需要详细的解析过程。越详细越好!!谢谢。

设水银柱长度为h,空气柱总长度为3d,玻管横截面积为S
平放时,h两边空气柱长度L1=1.5d,压强P=760mmHg
竖放时,h下方气体圧强P1,气柱长为L,h上方气体压强为P2,气柱长为2L。P1=P2+h
与平放时相比,P1*L*S=760*1.5L*S,P1=760*1.5=1140;
P2*2L*s=760*1.5L*S,P2=570
因P1=P2+h,故1140=570+h,h=570mm

设细玻璃管长L,水银柱的长度x
当玻璃管水平放置时,水银柱恰好在管中部,此时其内部气体压强相当于760mm高水银柱产生的压强
气体柱长度为(L-x)/2,压强为Po
当管竖直放置时,水银柱上部空气柱长为下部空气柱长的2倍
上气体柱长度为2(L-x)/3,压强为Ps
下气体柱长度为(L-x)/3,压强为Px
Ps+ρgx=Px
Ps×2(L-x)/3=Px×(L-x)/3=Po×(L-x)/2

Ps=ρgx,Px=2ρgx
mgx×2(L-x)/3=Po×(L-x)/2
解得
x=3Po/(4ρg)=570mm

设下水银柱长度为x 则可以得出水平时两端空气柱长为(x+2x)/2=3x/2
p下x=760*3x/2 得 p下=1140 同样 p上*2x=760*3x/2 得p上=570
p水银=p下-p上=1140-570=570 管内水银柱的长度为 570 mm
好久不做了!!
以上有两步省略了
设水银柱长度为x 则上面长度为 2x 两段空气的总长度为 3x 水平放置时空气两长度相同 即 每段长度为3x/2 就是由:当玻璃管水平放置时,水银柱恰好在管中部 得出p下x=760*3x/2