【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當于如今的初高中水平，其最大特點就是可用于“自學(xué)”。當然由于本書是大半個世紀前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實的學(xué)酥重新自修以查漏補缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的備注。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認為6677版不失為一套不錯的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。?

第三章液體和氣體的一些性質(zhì)

§3-3連通器及其應(yīng)用

【01】連通器是由幾個底部互相接通的容器組成的，如圖3·13所示。如果我們向一根管子里面灌水，由于水的流動性，必然要從這根管子流向另一根管子，直到所有各管子里面的水面相平為止（這和各管子的大小和形狀等都沒有關(guān)系）。

【02】我們可以這樣來做一個實驗。取兩個兩端開口的竹管或玻璃管，下端用橡皮管連通。再把一根管子固定在夾柱上，另一根管子用手拿著（圖3·14）。現(xiàn)在把水從一根管子灌入，就可以看到水立即流到另一根管子中去，直到兩根管子中的水面相平為止。如果把一根管子上下移動，則管子中的水面也要忽上忽下，以保持兩根管子的水面相平。因此，在連通器中，如果只灌入一種液體，液面總是保持相平的。

【03】我們也可以用壓強這個概念來加以說明。取一個U形玻璃管，放入同一種液體。設(shè)液體的比重為d，左右兩根管子的液面的高度分別為和，如圖3·15所示。現(xiàn)在在兩根管子的連通部分取一小塊面積AB，則左邊液體對這塊小面積的壓強等于，右邊液體對這塊小面積的壓強為。如果液體不流動，因為AB兩邊面積總是相等，所以小面積AB兩邊所受的壓強應(yīng)該相等，即

【04】即如果液體不流動，左右兩根管子的液面應(yīng)在同一高度。

【05】連通器的應(yīng)用很廣泛，自來水的裝置、井、噴泉、汽鍋上的水位計等等都利用了連通器的原理。

【06】現(xiàn)在我們來談?wù)勛詠硭难b置（圖3·16）。設(shè)置在抽水站中的抽水機把水源中的水抽送到濾水池，池中放了砂和石子等。把水過濾，并消毒，再壓入水塔頂上的水箱中去，然后沿著總水管和分水管流到城市的各地區(qū)，供給家庭、工廠和救火等用。水箱的位置很高，比城市中的一般房屋都高，所以按照連通器原理講，凡與水箱具有同一高度的地方，都可以用到水。但實際上因為水要流經(jīng)許多管子，遇到不少阻力，因而和水箱處于同一高度的地方，就往往用不到水。

【07】連通器還可以用來測定液體的比重。例如在U形玻璃管中，先灌入一些比重已知的水銀（設(shè)它的比重為），再把比重未知的液體倒入（設(shè)它的比重為）。當兩種液體不流動時，以兩根管子中水銀面較低的一面為標準作一水平線AB(圖3·17)，然后用前面的方法，在管底取一小塊面積CD(如圖3·18所示)，就可以看到左邊液體對CD面的壓強是，右邊液體對CD面的壓強是，兩者相等，消去得到

【08】式中=13.6克/，和可以測量出來，代入上式，就可以求出液體的比重。

例9.有一種酒精，把它和比重13.6克/的水銀放在連通器里，酒精柱的高度是6.8厘米，另一根管子中水銀面的高度比酒精柱低6.4厘米。求酒精的比重。

【解】根據(jù)題意，作圖3·19，從圖中可以知道=0.4厘米，=6.8厘米。設(shè)酒精的比重為d，則13.6克/×0.4厘米=6.8厘米×d，∴.d=0.8克/。

例10.有一根粗細均勻的U形管，每根支管長32厘米。先在管內(nèi)盛水銀到8厘米高。然后在一根管子中注入汽油（比重為0.75克/)，直至裝到管頂為止。求汽油的高度。

【解】兩根管子中都已裝了8厘米高的水銀，每根支管都高32厘米。因此，每根支管都有32厘米-8厘米=24厘米高的一段空著。現(xiàn)在把汽油倒入一根支管中，設(shè)這根支管中的水銀面降低了x厘米，那么這根支管中共倒入汽油(24+x)厘米高（如圖3·20所示)。另一方面，這根支管的水銀面降低了x厘米，即另一根支管中的水銀面升高了x厘米，因此，兩根支管中的水銀面相差2x厘米。所以2x×13.6=(24+x)×0.75，∴x≈0.68厘米。

即注入汽油的高度為24+0.68=24.68厘米。

習(xí)題3·3

1、U形連通器的一邊裝水，另一邊裝水銀，水面高出水銀面58厘米。求水銀的高度。（水和水銀交界面恰在U形管底部的中央)【約46厘米】

2、在U形連通器的左管中注入水銀，右管中注入水。設(shè)兩根管子的口在同一水平面時，測得水銀面和管口的距離為8.8厘米，水面和管口的距離為2.5厘米。求水柱的高度?！?.8厘米】

3、在一連通管的底部放入水銀，并在左邊的管子中加入8厘米的水，右邊的管子中加入某種油，當兩根管子中的水銀面達到相平時，油柱的高度恰為10厘米，求油的比重。【0.8克/】

4、附圖表示裝在汽鍋上的水位計（即圖中的B），試說明水位計的用途和它的原理。

5、向玻璃筒里面倒入水銀，把兩端開口的玻璃管豎直立在水銀中?，F(xiàn)在再向玻璃筒里面倒入水，水高27.2厘米。問玻璃管里邊的水銀面將比外邊的水銀面高出多少厘米？【2厘米】