Question

【題目】如圖所示，一裝有水銀的 U 形管豎直放置，左側管口封閉，右側管口與大氣相通，左側水銀面比右側水銀面高 2 cm，左側被封閉空氣柱的長度為 19 cm，已知大氣壓強為 p0=76 cmHg。

（i）若要從右端緩慢加入水銀，直到兩側水銀面齊平，左端空氣柱長變為多少？

（ii）要做到兩側水銀面齊平，需從右端加入的水銀有多少厘米的長度？

Answer 1

【答案】(1) 18.5 cm (2) 3 cm

【解析】

（i）由玻意耳定律 p1V1=p2V2

即：（p0-ρgh）LS=p0lS

（76-2）×19×S=76×l×S

解得：l=18.5 cm

（ii）封閉端增加的水銀長 L－l， 開口端增加的水銀長 h＋L－l，所以加入的水銀總長為：

Δh= h＋2（L－l）=2+2（19－18.5）cm=3 cm