Question

【題目】如圖所示，一粗細均勻的細長玻璃管，上端開口、下端封閉，上部分有高h1=50cm的水銀柱，水銀面恰好與管口平齊，中間部分封有長l =8.0cm的理想氣體,下部分有高h2=70cm的水銀柱。現使玻璃管繞底端在豎直平面內緩慢轉動到開口向下的位置。已知大氣壓強p0=76cmHg，轉動過程中無漏氣現象。

①玻璃管轉動到開口向下位置時，會有一部分水銀流出，求出剩余水銀柱的長度。

②求玻璃管轉動到開口向下的位置時，氣體柱的長度。

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】

玻璃管開口向上時，空氣柱的壓強為

玻璃管開口向下時，原來上部的水銀部分會流出，封閉端會有部分真空。此時空氣住的壓強為：

設玻璃管的橫截面積為，此時的空氣柱的長度為，由玻意耳定律可得：

代入數據可得：，即氣體柱的長度為。

剩余水銀柱的長度為：。