Question

一個(gè)右端開(kāi)口左端封閉的U形玻璃管中裝有水銀，左側(cè)封有一定質(zhì)量的空氣，如圖所示，已知，空氣柱長(zhǎng)是40cm，兩側(cè)水銀面高度差56cm，若左側(cè)距管頂66cm處的k點(diǎn)處突然斷開(kāi)，斷開(kāi)處上方水銀能否流出？這時(shí)左側(cè)上方封閉氣柱將變?yōu)槎喔撸浚ㄔO(shè)大氣壓強(qiáng)為1.013×10⁵Pa）

Answer 1

分析：斷開(kāi)處的液體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相比較，若大于大氣壓強(qiáng)則會(huì)流出，否則不會(huì)流出；

解答：解：設(shè)h=56cm，則封閉氣體壓強(qiáng)為：
P_x=P₀-ρgh
k點(diǎn)處突然斷開(kāi)，斷開(kāi)處外界壓強(qiáng)等于大氣壓，管內(nèi)液體的壓強(qiáng)小于大氣壓，故液體不會(huì)流出，
設(shè)k點(diǎn)處突然斷開(kāi)后，左側(cè)上方封閉氣柱為l，則對(duì)于封閉氣體由玻意耳定律得：
（76-56）
ρgl₁S=（76-26）ρglS
解得：l=0.4l₁=16cm
答：斷開(kāi)處上方水銀不能流出，這時(shí)左側(cè)上方封閉氣柱將變?yōu)?6cm

點(diǎn)評(píng)：此題要分析出k點(diǎn)處突然斷開(kāi)，斷開(kāi)處壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)，對(duì)于封閉氣體按等溫變化處理，此外知道水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)P=ρgh計(jì)算，1.013×10⁵P_a約等于76cm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)