网页上大写字母下标不好输入,我用Δh₁、Δh₂、Δh₃、Δh₄分别表示A、B、C、D四处液面高度变化值。
我们将各处液面变化分步进行讨论(事实上是同步进行的):
①、先假定BC段空气即使体积变化,压强也不变。那么,放水后,A、B液面同时下降,且高度差保持不变,假设该变化值为x(x>0),即Δh₁=Δh₂=x。由于BC段空气压强不变,因此C、D液面不会发生变化:Δh₃=Δh₄=0。
②、但前述假设不成立,由于B液面下降,导致BC段空气体积增大,压强降低。因此A、B液面高度差需要减小,C、D液面高度差也需要减小,即:A、D液面降低,B、C液面升高,最终达到平衡。假定该变化值为y(y>0),则变化后的数值为:Δh₁=x+y;Δh₂=x-y;Δh₃=y;Δh₄=y。因此可得:Δh₁>Δh₂。
③、由于BC段空气压强变小了,所以平衡时体积肯定增大了;又前述证明了B液面下降C液面上升,因此可得:Δh₂>Δh₃。
综上可得:Δh₁>Δh₂>Δh₃=Δh₄。正确选项为(B)。
请问为什么b下降的水面比c上升的水面要多?