22.如图所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同,粗管横截面积是细管的2倍。管中装入水银,两管中水银面与管口距离均为12 cm,大气压强为p0=75 cmHg.现将粗管管口封闭,然后将细管管口用一活塞封闭并将活塞缓慢推入管中,直至两管中水银面高度差达6 cm为止,求活塞下移的距离(假设环境温度不变)。
6.625 cm
设粗管中气体为气体1.细管中气体为气体2.
对粗管中气体1:有p0L1=p1L1′ (1分)
右侧液面上升h1,左侧液面下降h2,有S1h1=S2h2,h1+h2=6 cm,(1分)
得h1=2 cm,h2=4 cm L1′=L1-h1(1分)
解得:p1=90 cmHg (1分)
对细管中气体2:有p0L1=p2L
水银总体积是固定的,当两管中水银面高度差为6cm时,得到两侧水银面的变化情况,求解出气体压强,然后根据玻意耳定律列式求解。
封闭气体的初末状态的气压、温度、体积的确定是关键。