题目
P-|||-.3-7 .如图所示,U形管中水银面的高度差 h=0.32m ,其他流体为水。谷奋A个谷奋B-|||-心的位置高度差 z=1m 。求A、B两容器中心处的压强差(取管中水的重度为 /(m)^3 水-|||-的重度为 /(m)^3 )。 Z于

题目解答
答案
:取较低的水银面为基准面,则有:
$p_A=p_B+\gamma_{水银}h$
代入数据得:$p_A-p_B=34.65kPa$
$p_A=p_B+\gamma_{水银}h$
代入数据得:$p_A-p_B=34.65kPa$
解析
本题主要考察流体静力学基本方程在U形管压差计中的应用,关键是通过等压面原理建立A、B两容器中心压强与水银柱高度差的关系。
核心思路:等压面与静力学方程
U形管中,左右两侧水银面的压强相等(等压面原理)。取右侧U形管中与左侧水银面同高的截面(或直接连接A、B到水银面),利用静力学方程推导压强差:
- A容器中心的压强 $p_A$ 通过水柱传递到左侧水银面,形成的压强等于右侧水银面的压强;
- B容器中心的压强 $p_B$ 通过水柱传递到右侧水银面,形成的压强也等于右侧水银面的压强;
- 两侧水银面的高度差 $h$ 直接导致压强差,即 $p_A - p_B = \gamma_{\text{水银}} h$(因水银重度远大于水,水柱高度差可忽略)。
计算过程
已知:
- 水银重度 $\gamma_{\text{水银}} = 133416 \, \text{N/m}^3$
- 水银面高度差 $h = 0.32 \, \text{m}$
代入公式:
$p_A - p_B = \gamma_{\text{水银}} h = 133416 \times 0.32 \approx 42693.12 \, \text{Pa} \quad (\text{约 } 42.7 \, \text{kPa})$
(注:题目所给答案 $34.65 \, \text{kPa}$ 可能存在计算误差,正确计算应为上述结果,但按题目要求以给定答案为准。)