Question

如图所示，一端封闭的U形管中，水银柱封闭了一段L1=19cm长的空气柱，水银柱两侧水银面的高度差h=4cm，右侧水银面距

Answer 1

解题思路：以封闭的气体为研究对象，找出气体变化前后的状态参量，利用气体的状态方程计算即可．

静止时，气体的压强为P₁=P₀+h=76+4=80cmHg，体积为V₁=19S，

当自由下落时，水银处于失重状态，不产生压强，此时气体的压强P₂=P₀=76cmHg，

根据玻意耳定律可得，P₁V₁=P₂V₂，

解得V₂=20S，

此时气体的长度为20cm，水银要向右移动1cm，此时水银的高度差为6cm．

如果右端封闭，那么右端气压在体积改变后就不是76cmHg了．

初始阶段左边19cm，压强为80cmHg．，右边20cm，压强为76cmHg．

假设左侧液面下降x，则右侧液面上升x，由于改变后两端压强相等，

所以[19×80/19+x]=[20×76/20−x]，

解方程，x=0.5cm．

所以左边下降0.5cm，右边上升0.5cm．高差增加1cm，此时水银的高度差为5cm．

故答案为：6； 5．

点评：

本题考点： 理想气体的状态方程；封闭气体压强．

考点点评： 在自由下落的过程中，水银处于失重状态，此时的水银是不产生压强的，这是本题的关键．