Question

一個“┌”型細玻璃管A、B兩端開口，水平段內有一段長為5cm的水銀柱，初始時長度數據如圖所示。現將玻璃管B端封閉，然后將下端A插入大水銀槽中，整個過程溫度不變，穩定后豎直管內水銀面比大水銀槽面低5cm，已知大氣壓強為75cmHg。求：

（1）穩定后玻璃管B端水平段內被封閉氣體的壓強為多少？

（2）豎直管A端插入水銀槽的深度h。

Answer 1

（1）80cmHg

（2）13.625cm

解析:

（1）豎直段部分封閉氣體初始狀態：P₁=75cmHg，L₁=70cm     （1分）

穩定后：P₂=75+5=80cmHg，                           （1分）

等溫變化，則P₁L₁S=P₂L₂S                              （2分）

得L₂=62.625cm＞60cm，所以水銀柱還是在水平段管內。   （2分）

穩定后B端水平段內氣體壓強P′₂= P₂=80cmHg。            （2分）

（未判斷水銀柱在水平段內，相應扣分）

（2）穩定后水平段內氣體長度   （2分）

進入豎直管內的水銀長度為Δh=60+35-18.75-5-62.625=8.625cm

豎直管插入水銀槽的深度h=8.625+5=13.625cm。               （2分）