(2018·全國卷Ⅲ)在兩端封閉、粗細均勻的U形細玻璃管內有一段水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當U形管...

問題詳情：

(2018·全國卷Ⅲ)在兩端封閉、粗細均勻的U形細玻璃管內有一段水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1＝18.0 cm和l2＝12.0 cm，左邊氣體的壓強為12.0 cmHg。現將U形管緩慢平放在水平桌面上，沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形管平放時兩邊空氣柱的長度。在整個過程中，氣體温度不變。

【回答】

22.5 cm　7.5 cm

【解析】：設U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊氣體的壓強分別為p1和p2，由力的平衡條件有

p1＝p2＋(l1－l2)

U形管水平放置時，兩邊氣體壓強相等，設為p。此時原左、右兩邊氣柱長度分別變為l1′和l2′，顯然原左邊氣柱的長度將增加，右邊則減小，且兩邊氣柱長度的變化量大小相等

l1′－l1＝l2－l2′

由玻意耳定律有

p1l1＝pl1′

p2l2＝pl2′

聯立解得

l1′＝22.5 cm，l2′＝7.5 cm。

知識點：氣體的等温變化

題型：計算題