Question

兩個(gè)同樣的開口容器用兩根同樣的管子連通且裝滿水，兩管各用閥門關(guān)閉（如圖所示）．兩容器里水溫保持恒定，左邊的容器里水溫為t₁，右邊的容器里水溫為t₂，并且t₁＞t₂＞4攝氏度．如果閥門K₁保持關(guān)閉狀態(tài)，打開閥門K₂，則容器里的水將

 

（選填：從左向右、從右向左、不會(huì)）通過閥門K₂；此后打開閥門K₁，則容器里的水將

 

（選填：從左向右、從右向左、不會(huì)）通過閥門K₁．

Answer 1

分析：①水在4℃時(shí)熱脹冷縮，即溫度越高，密度越小，據(jù)此可判斷兩容器底部壓強(qiáng)的大小，從而判斷打開閥門K₂時(shí)水的流向；
②當(dāng)水流動(dòng)之后，會(huì)造成兩側(cè)水的深度不同，在同一水平面處，即閥門K₁處，兩側(cè)深度明顯差異，會(huì)造成兩側(cè)壓強(qiáng)的再次不同，進(jìn)而會(huì)使水再次發(fā)生流動(dòng)．

解答：解：①因?yàn)閠₁＞t₂＞4℃，根據(jù)水的熱脹冷縮可知，左側(cè)水的密度小于右側(cè)水的密度，
又因?yàn)閮蓚?cè)水深相同，根據(jù)p=ρgh可知，右側(cè)底部的壓強(qiáng)大于左側(cè)，所以，打開閥門K₂，容器里的水將從右向左通過閥門K₂；
②由于兩容器都裝滿水，所以當(dāng)水從右向左流動(dòng)時(shí)，右側(cè)水面下降，左側(cè)水溢出，
此后打開閥門K₁，由于在這一位置，左側(cè)的水深明顯大于右側(cè)，根據(jù)p=ρgh可知，左側(cè)此處的壓強(qiáng)大于右側(cè)，則容器里的水將從左向右通過閥門K₁．
故答案為：從右向左；從左向右．

點(diǎn)評：此題的裝置雖然簡單，卻非常巧妙地運(yùn)用了水的溫度與密度變化、深度變化，以及它們對不同位置的壓強(qiáng)產(chǎn)生的影響等，最終通過推理得出水的流動(dòng)情況，有一定的思維含量，是一道好題，值得我們關(guān)注．