一道物理竞赛题：关于连通器的如图所示,为一个W形的玻璃管,竖直固定．从两边的开口处分别注 入不同的液体,ABC
一道物理竞赛题：关于连通器的
如图所示,为一个W形的玻璃管,竖直固定．从两边的开口处分别注 入不同的液体,ABC部分是水,DEF部分是油,CGD部分是被封闭的空气．已知h1=20cm,h2=23cm,h3=3cm,h4=4cm．若此时外界为1标准大气压,计算时g取10N/kg．求：
（1）CGD中封闭气体的压强；
（2）DEF部分油的密度．
为什么计算第一问时要用h1-h4?这个算出来的是什么?
h1-h4这个水液面高度差意味这什么？
如图所示,为一个W形的玻璃管,竖直固定．从两边的开口处分别注 入不同的液体,ABC部分是水,DEF部分是油,CGD部分是被封闭的空气．已知h1=20cm,h2=23cm,h3=3cm,h4=4cm．若此时外界为1标准大气压,计算时g取10N/kg．求：
（1）CGD中封闭气体的压强；
（2）DEF部分油的密度．
为什么计算第一问时要用h1-h4?这个算出来的是什么?
h1-h4这个水液面高度差意味这什么？
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【1】知道外界为1标准大气压,ABC部分是水并且静止,据此可以列出一个关于压强的等式,计算出CGD中封闭气体的压强．
ABC部分是水并且静止,外界为1标准大气压P0=1.01×105Pa,h1=20c7=0.27,h4=4cm=0.04m,
由此可知,CGD部分气体的压强为：
P=P0+P水=P0+ρ水g（z1-h6）=1.01×103Pa+7.0×705kg/m3×10N/kg×（0.27-0.047）=102600Pa．
因为油的密度未知,所以还不能用h2-h3,而水的密度已知,故可以用h1-h4算cgd内空气压强.根据液体内的压强规律,同一高度下的压强大小相等,c面上方空气压强等于c面下方水压.因为空气密度接近于0,所以cgd内的空气压强大小处处相等,可以推出d面下方油压,通过h2-h3算出油的密度.
（2）∵P=102600Pa,外界为1标准大气压P0=1.01×10dPa,h2=25cm=0.25m,h3=3cm=0.03m,
设DEF部分油的密度为ρ1,
由此可知,CGD部分气体的压强为：
P=P0+P油=P0+ρ1g（h2-h3）=1.01×105Pa+ρ1×10N/kg×（0.239-0.039）=102600Pa,
∴ρ1=0.8×103kg/m3．
答：（1）CGD中封闭气体的压强为105600Pa．
（2）DEF部分油的密度为0.8×103kg/m3．
ABC部分是水并且静止,外界为1标准大气压P0=1.01×105Pa,h1=20c7=0.27,h4=4cm=0.04m,
由此可知,CGD部分气体的压强为：
P=P0+P水=P0+ρ水g（z1-h6）=1.01×103Pa+7.0×705kg/m3×10N/kg×（0.27-0.047）=102600Pa．
因为油的密度未知,所以还不能用h2-h3,而水的密度已知,故可以用h1-h4算cgd内空气压强.根据液体内的压强规律,同一高度下的压强大小相等,c面上方空气压强等于c面下方水压.因为空气密度接近于0,所以cgd内的空气压强大小处处相等,可以推出d面下方油压,通过h2-h3算出油的密度.
（2）∵P=102600Pa,外界为1标准大气压P0=1.01×10dPa,h2=25cm=0.25m,h3=3cm=0.03m,
设DEF部分油的密度为ρ1,
由此可知,CGD部分气体的压强为：
P=P0+P油=P0+ρ1g（h2-h3）=1.01×105Pa+ρ1×10N/kg×（0.239-0.039）=102600Pa,
∴ρ1=0.8×103kg/m3．
答：（1）CGD中封闭气体的压强为105600Pa．
（2）DEF部分油的密度为0.8×103kg/m3．
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